2021版高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章磁場6高考培優(yōu)講座(九)帶電粒子在磁場或復(fù)合場中的運(yùn)動學(xué)案

高中物理學(xué)案大全，高考學(xué)案大全高中物理學(xué)案大全，高考學(xué)案大全高考培優(yōu)講座(九)帶電粒子在磁場或復(fù)合場中的運(yùn)動卷中計(jì)算題的熱點(diǎn)和出題點(diǎn)．【重難解讀】對于數(shù)學(xué)的運(yùn)算能力、空間想象能力、作圖能力都有較高要求，是高考命題的熱點(diǎn)和重點(diǎn)．帶電粒子在組合場中運(yùn)動的分析思路第1步：分階段(分過程)按照時(shí)間順序和進(jìn)入不同的區(qū)域分成幾個(gè)不同的階段．第2步：受力和運(yùn)動分析，主要涉及兩種典型運(yùn)動，如下所示．第3步：用規(guī)律(1)弄清疊加場的組成．進(jìn)行受力分析．(4)(5)畫出粒子運(yùn)動軌跡，靈活選擇不同的運(yùn)動規(guī)律．①當(dāng)帶電粒子在疊加場中做勻速直線運(yùn)動時(shí)，根據(jù)受力平衡列方程求解．②當(dāng)帶電粒子在疊加場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律結(jié)合圓周運(yùn)動規(guī)律求解．③當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運(yùn)動時(shí)，一般用動能定理或能量守恒定律求解．(6)對于臨界問題，注意挖掘隱含條件．【典題例證】在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶龊痛艌鰜韺?shí)現(xiàn)對帶電粒子運(yùn)動的控制．如圖甲所示的xOy平面處于勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t做周期性變化的圖象如圖乙所示．x軸正方向?yàn)镋的正方向，垂直紙面向里為B的正方向．在坐標(biāo)原點(diǎn)O有一粒子P，其質(zhì)量和電荷量在科學(xué)研究中，可以通過施加適當(dāng)?shù)碾妶龊痛艌鰜韺?shí)現(xiàn)對帶電粒子運(yùn)動的控制．如圖甲所示的τ分別為m和＋q，不計(jì)重力．在t＝時(shí)刻釋放P，它恰能沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動．2(1)求P在磁場中運(yùn)動時(shí)速度的大小v0；(2)求B0應(yīng)滿足的關(guān)系；(3)在t

0＜t＜τ時(shí)刻釋放P，求P速度為零時(shí)的坐標(biāo)． 02 0 02τ F2[解析] (1)～τ做勻加速直線運(yùn)動做勻速圓周運(yùn)動，電場力加速度速度2τv at t

v 0＝

＝，解得2

0＝2m.(2)只有當(dāng)在磁場中做圓周運(yùn)動結(jié)束并開始沿x如圖所示．設(shè)P在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為n 則－ 2πr勻速圓周運(yùn)動qvB0＝mr，T＝v（2n－1）πm解得(3)在t0時(shí)刻釋放，P在電場中加速的時(shí)間為τ－t0在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有v 1＝ m圓周運(yùn)動的半徑

0r 11＝0r 1Br B解得1＝0又經(jīng)τ－t0時(shí)間，P減速為零后向右加速的時(shí)間為t0P v 再進(jìn)入磁場，有 2＝m0r 0圓周運(yùn)動的半徑

2＝qBBr B解得2＝0綜上分析，速度為零時(shí)橫坐標(biāo)x＝0相應(yīng)的縱坐標(biāo)為y 1

(k＝1，2，3…)＝2k（r－r） 1 22（－）]解得 0 12…．220）B0[答案] (1)2m（2n－1）πm2（－）]橫坐標(biāo)0，縱坐標(biāo)

B0 【突破訓(xùn)練】

22）B0E，x感應(yīng)強(qiáng)度為B.一個(gè)靜止的帶正電粒子的粒

在平面直角坐標(biāo)系xOy軸上方存在沿y軸位于y軸正半軸的子a和，分別沿x場．已知粒子a的質(zhì)量為m，粒子a進(jìn)入第一象限的動量大小為p.設(shè)分裂過程不考慮外力的作用，在電(1)a第一次通過x軸時(shí)離原點(diǎn)O的距離(2)粒子a第二次通過x軸時(shí)與第一次通過x軸時(shí)兩點(diǎn)間的距離解析：(1)如圖所示，粒子a在電場中只受電場力，做類平拋運(yùn)動由平拋運(yùn)動規(guī)律可得：x＝v0t①h 1＝2聯(lián)立①②③④式解得：x＝p

2hmEq.(2)粒子a進(jìn)入磁場時(shí)，設(shè)速度為v，與x軸正方向成θ角，y軸方向的速度為vy，則vy＝a