2019年高考物理大一轮复习江苏专版文档：第八章+磁场+第4讲+含答案

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1、第4讲带电粒子在复合场中的运动圧透命题点细研勺纲和廊暫分析突破命耘点命题点一带电粒子在组合场中的运动一基础考点自主悟透1.组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重證，电场、磁场交替出现.2.分析思路(1)划分过程：将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选収不同的规律处理.(2)找关键点：确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键.(3)画运动轨迹：根据受力分析和运动分析，大致画出粒子的运动轨迹图，有利于形象、直观地解决问题.3.“磁偏转”和“电偏转”的区别电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以。丄E进入匀强

2、电场带电粒子以Q丄3进入匀强磁场受力情况只受恒定的电场力只受大小恒定的洛伦兹力运动轨迹抛物线圆弧物理规律类平抛知识、牛顿第二定律牛顿第二定律、向心力公式基本公式717L=piy=2atqE,qata~m讪-“v2nwqoB_U『_qBf2tuh0TT_qB一2兀s,n*7做功情况电场力既改变速度方向，也改变速度的大小，对电荷要做功洛伦兹力只改变速度方向，不改变速度的大小，对电荷永不做功物理图象XLHVv【例1】(2018-淮安市第一次调研)如图1所示，竖直放置的平行金属板A.B间电压为5,在3板右侧CDWV矩形区域存在竖直向下的匀强电场，

3、DM边长为厶CD边长为立，紧靠电场右边界存在垂直纸面水平向里的有界匀强磁场，磁场左右边界为同心圆，圆心O在CQMN矩形区域的几何中心，磁场左边界刚好过M、N两点.质量为〃?、电荷量为+g的带电粒子,从/板由静止开始经力、B极板间电场加速后，从边界CD中点水平向右进入矩形区域的匀强电场，飞出电场后进入匀强磁场.当矩形区域屮的场强取某一值时，粒子从M点进入磁场,经磁场偏转后从N点返冋电场区域，且粒子在磁场中运动轨迹恰与磁场右边界相切，粒子的重力忽略不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8.图1(1)求粒子离开B板时的速度可大小；(2)

4、求磁场右边界圆周的半径R；(3)将磁感应强度大小和矩形区域的场强大小改变为适当值时，粒子从MN间飞入磁场，经磁场偏转返回电场前，在磁场中运动的时间有最大值，求此最长时间答案(1甘字⑵％解析(1)粒子从/到〃的加速过程中，由动能定理有：解得肾(2)如图甲所示，粒子轨迹刚好与磁场右边界相切到达“点甲图中“维―7。2L粒子在电场中偏转，做类平抛运动.水平方向上L=v、t310竖直方向上§厶=严几Vy=at偏转角度tan3联立得tan«=^即a=37°.带电粒子在礒场中做匀速圆周运动的半径则磁场右边界圆周的半径:OnS5-4(3)粒子从同一点禹开

5、电场时，在磁场中运动轨迹与右边界相切时弧长最长，运动时间也最长;粒子从不同点离开电场，在磁场中运动轨迹与右边界相切时弧长最长，且当矩形区域场强为零时，粒子进入磁场时速度最小，粒子在磁场中运动的时间最长，则画出粒子运动轨迹如图乙，乙由几何关系知粒子偏转角度为360°-2X(90°-37°)=254°,254°2兀厂则最长时间：鈔127兀厶解倚&-384命题点二带电粒子在交变电磁场中的运动•基础考点自主悟透带电粒子在交变复合场屮的运动问题的基本思路耘副一看清并明白场的变化情况受力分析一分析粒子在不同的变化场区的受力情况过程分析f分析粒子在不同

6、吋间内的运动情况建模f粒子在不同运动阶段，各有怎样的运动模型找衔接点f找岀衔接相邻两过程的物理暈选规律I-联立不同阶段的方程求解【例2】(2017-苏锡常镇四市调研)用量子技术生产十字元件时用到了图2甲中的装置：四个挨得很近的圆是半径均为虑的光滑绝缘圆柱体的横截面，它们形成四个非常细窄的狭缝b.c、d和一个类十字空腔，圆柱和空腔所在的区域均存在垂直纸面向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度B的大小可调节，质量为加、电荷量为g、速度为。的带正电离子，从狭缝Q处射入空腔内，速度方向在纸而内且与两圆相切.设离子在空腔内与圆柱体最多只发生一次碰

7、撞，碰撞时间极短且速度大小不变；速度方向的改变遵循光的反射定律.UMNU)―：•—;

8、I!甲乙图2(1)若3的大小调节为箭，离子从何处离开空腔？并求出它在磁场屮运动的时间(2)为使离子从狭缝〃处离开空腔，8应调至多大？(3)当从狭缝d处射出的离子垂直极板从/孔进入由平行金属板M、N构成的接收器时，两板间立即加上图乙所示变化周期为卩的电压.则S为多大吋，该离子将不会从B孔射出？两板相距L(L>vT),板间可视为匀强电场.答案见解析解析(1)离子进入磁场后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得7芮qvB=m~代入数据：r=R根据左手定则，离子将从b

9、处离开空腔离子在磁场中运动的周期丁=竽离子在磁场中运动的时间/=f=守(2)根据题意，离子在P发生碰撞，且0

10、、。2、P在一条直线上离子进入磁场中运动的轨道半径为Oa=r由相似三角形知识可得餡