高考物理考点分类带电粒子在电场、磁场中运动

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1、带电粒子在电场、磁场中的运动【考点知识方法解读】1.带电粒子在电场中的类平抛运动可按照运动分解把带电粒子的运动分解为垂直电场方向的匀速直线运动和沿电场方向的匀变速直线运动。带电粒子在匀强磁场中的圆周运动可依据洛仑兹力提供向心力列方程解答。2.带电粒子在电场中加速利用动能定理列方程解答，在磁场中的匀速圆周运动可依据洛仑兹力提供向心力列方程解答。【最新三年高考物理精选解析】1．(16分)（2012·江苏物理）如图所示，待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场。图中装置由加速器和平移器组成,平移器由两对水平放置、相距为

2、l的相同平行金属板构成,极板长度为l、间距为d，两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反。质量为m、电荷量为+q的粒子经加速电压U0加速后,水平射入偏转电压为U1的平移器,最终从A点水平射入待测区域。不考虑粒子受到的重力。.(1)求粒子射出平移器时的速度大小v1；(2)当加速电压变为4U0时，欲使粒子仍从A点射入待测区域，求此时的偏转电压U；(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域，刚进入时的受力大小均为F.现取水平向右为x轴正方向，,建立如图所示的直角坐标系Oxyz.。保持加速电压为U0不变,，移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域，,粒子

3、刚射入时的受力大小如下表所示.请推测该区域中电场强度和磁感应强度的大小及可能的方向.。竖直位移y2=vyt由题意知,粒子竖直总位移y=2y1+y2解得y=。则当加速电压为4U0时，U=4U1。（3）(a)由沿x轴方向射入时的受力情况可知：B平行于x轴。.且E=F/q。(b)由沿y轴方向射入时的受力情况可知：E与Oxy平面平行.F2+f2=(F)2，则f=2F，且f=qv1B，解得：B=。(c)设电场方向与x轴方向夹角为α。.2.（2011全国理综）如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度

4、v0从平面MN上的P0点水平向右射入I区。粒子在I区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在II区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点P0的距离。粒子的重力可以忽略。【解析】：带电粒子进入电场后，在电场力作用下沿抛物线运动，其加速度方向竖直向下，设其大小为a，由牛顿运动定律得qE=ma①经过时间t0，粒子从平面MN上的点P1进入磁场，由运动学公式和几何关系得，v0t0=at02②粒子速度大小v1为v1=。③设速度方向与竖直方向的夹角为α，tanα=。④此时粒子

5、到出发点P0的距离为s0=v0t0⑤此后粒子进入磁场，在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，圆周半径r1=.⑥设粒子首次离开磁场的点为P2，弧所张的圆心角为2β，则点P1到点P2的距离为s1=2r1sinβ，⑦由几何关系得α+β=45°⑧联立①②③④⑥⑦⑧解得s1=⑨点P2与点P0相距l=s0+s1⑩联立①②⑤⑨⑩解得l=【点评】此题考查带电粒子在电场中的类平抛运动和磁场中的匀速圆周运动，难度中等。3（2011重庆理综卷第25题）某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动，如图4所示，材料表面上方矩形区域PP'N'N充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形

6、区域NN'M'M充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，长为3s，宽为s；NN'为磁场与电场之间的薄隔离层。一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子，从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，运动方向不变，其动能损失是每次穿越前动能的10%，最后电子仅能从磁场边界M'N'飞出。不计电子所受重力。(1)求电子第二次与第一次圆周运动半径之比；(2)求电场强度的取值范围；(3)A是的中点，若要使电子在A、间垂直于A飞出，求电子在磁场区域中运动的时间。又由Rn=0.9n-1R1，2R1(1+0.9+0.92+···+0.9n+···)>

7、s解得：E>。所以电场强度的取值范围为

8、（2）粒子第n次经过电场时电场强度的大小En。（3）粒子第n次经过电场所用的时间tn。（4）假