第十一章　第7課時　專題強化：帶電粒子在疊加場和交變電、磁場中的運動-2025年高中物理大一輪復習

第7課時專題強化：帶電粒子在疊加場和交變電、磁場中的運動目標要求1.了解疊加場的特點，會處理帶電粒子在疊加場中的運動問題。2.掌握帶電粒子在交變電、磁場中運動的解題思路和處理方法?？键c一帶電粒子在疊加場中的運動1．疊加場電場、磁場、重力場共存，或其中某兩場共存。2．帶電粒子在疊加場中常見的幾種運動形式運動性質(zhì)受力特點方法規(guī)律勻速直線運動粒子所受合力為0平衡條件勻速圓周運動除洛倫茲力外，另外兩力的合力為零：qE＝mg牛頓第二定律、圓周運動的規(guī)律較復雜的曲線運動除洛倫茲力外，其他力的合力既不為零，也不與洛倫茲力等大反向動能定理、能量守恒定律例1如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系xOy，其第一象限存在著正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度的方向水平向右，磁感應強度的方向垂直紙面向里。一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的微粒從原點出發(fā)，以某一初速度沿與x軸正方向的夾角為45°的方向進入疊加場中，正好做直線運動，當微粒運動到A(l，l)時，電場方向突然變?yōu)樨Q直向上(不計電場變化的時間)，微粒繼續(xù)運動一段時間后，正好垂直于y軸穿出疊加場。不計一切阻力，重力加速度為g，求：(1)電場強度E的大?。籣_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)磁感應強度B的大??；(3)微粒在疊加場中的運動時間。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(多選)(2022·廣東卷·8)如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上，下列說法正確的有()A．電子從N到P，電場力做正功B．N點的電勢高于P點的電勢C．電子從M到N，洛倫茲力不做功D．電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力考點二帶電粒子在交變電、磁場中的運動解決帶電粒子在交變電、磁場中的運動問題的基本思路先讀圖看清并且明白場的變化情況受力分析分析粒子在不同的變化場區(qū)的受力情況過程分析分析粒子在不同時間段內(nèi)的運動情況找銜接點找出銜接相鄰兩過程的物理量選規(guī)律聯(lián)立不同階段的方程求解例3如圖甲所示，M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個小孔O、O′正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應強度隨時間的變化如圖乙所示(設垂直于紙面向里的磁場方向為正方向)。有一群正離子在t＝0時垂直于M板從小孔O射入磁場。已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應強度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受重力及離子間的相互作用力。求：(1)磁感應強度B0的大小。(2)要使正離子從O′垂直于N板射出磁場，正離子射入磁場時的速度v0的可能值。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4如圖甲所示的坐標系中，在x軸上方的區(qū)域內(nèi)存在著如圖乙所示周期性變化的電場和磁場，交變電場的電場強度大小為E0，交變磁場的磁感應強度大小為B0，取x軸正方向為電場的正方向，垂直紙面向外為磁場的正方向。在t＝0時刻，將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q、重力不計的帶正電粒子，從y軸上A點由靜止釋放。粒子經(jīng)過電場加速和磁場偏轉(zhuǎn)后垂直打在x軸上。求：(1)粒子第一次在磁場中運動的半徑；(2)粒子打在x軸負半軸上到O點的最小距離；(3)起點A與坐標原點間的距離d應滿足的條件；(4)粒子打在x軸上的位置與坐標原點O的距離跟粒子加速和偏轉(zhuǎn)次數(shù)n的關(guān)系。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________