2019高考物理二轮复习 专项1 模型突破 专题5 电磁偏转模型高分突破学案

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1、模型5　电磁偏转模型[模型统计]真题模型考查角度真题模型考查角度(2018·全国卷ⅠT25)考查带电粒子在组合场中做类平抛运动和匀速圆周运动问题的“电磁偏转模型”(2018·全国卷ⅡT25)考查带电粒子在组合场中做类平抛运动和匀速圆周运动问题的“电磁偏转模型”(2018·全国卷ⅢT24)考查带电粒子在电场中加速，在磁场中做匀速圆周运动问题的“电磁偏转模型”(2016·全国卷ⅠT15)考查应用功能关系和牛顿运动定律解决带电粒子在电场中加速、在匀强磁场中偏转等综合问题的“电磁偏转模型”(2017·全国卷ⅢT24)考查带电粒子在

2、有界磁场中的圆周运动规律、粒子的运动轨迹，以及应用平面几何知识解决物理问题的“电磁偏转模型”[模型解读]1．带电粒子在电场中的模型(1)匀变速直线运动：通常利用动能定理qU＝mv2－mv来求解，对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解．(2)偏转运动：研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题，对于类平抛运动可直接利用平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动的合成与分解的方法来处理．(3)带电粒子在周期性变化的电场中的运动可借助运动图象进行过程分析，进而利用运动规律进行求解分析．2．带电粒子在匀强磁场中运动的模型解

3、答关键是画粒子运动轨迹的示意图，确定圆心，半径及圆心角．此类问题的解题思路是：(1)画轨迹：即确定圆心，用几何方法求半径并画出运动轨迹．(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、入射方向、出射方向相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系．(3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式．3．带电粒子在复合场中运动问题的模型(1)正确分析受力：除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析．(2)正确分析物体的运动状态：根据时间先后顺序分析运动过程(即进行运动分段)，明

4、确每阶段的运动性质．找出物体的速度、位置及其变化特点，如果出现临界状态，要分析临界条件，带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况．(3)应用牛顿运动定律、圆周运动的知识和动能定理解决粒子运动的问题．[模型突破]考向1　带电粒子在电场中运动的模型[典例1]　(2018·四川雅安三诊)如图1所示，光滑绝缘水平面上方存在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场．某时刻将质量为m、带电量为－q的小金属块从A点由静止释放，经时间t到达B点，此时电场突然反向且增强为某恒定值，又经过时间t小金属块回到A点．小金属块在运动过

5、程中电荷量保持不变．求：图1(1)A、B两点间的距离；(2)电场反向后匀强电场的电场强度大小．【解析】　(1)设t末和2t末小金属块的速度大小分别为v1和v2，电场反向后匀强电场的电场强度大小为E1，小金属块由A点运动到B点过程a1＝x＝a1t2联立解得x＝t2.(2)v1＝a1t解得v1＝t小金属块由B点运动到A点过程a2＝－－x＝v1t＋a2t2联解得E1＝3E.【答案】　(1)t2　(2)3E　(2018·贵州适应性考试)如图所示，一重力不计的带电粒子从平行板电容器的上极板左边缘处以某一速度沿极板方向射入电容器．若平

6、行板电容器所带电荷量为Q1，该粒子经时间t1恰好打在下极板正中间，若平行板电容器所带电荷量为Q2，该粒子经时间t2恰好沿下极板边缘飞出．不考虑平行板电容器的边缘效应，求两种情况下：(1)粒子在电容器中运动的时间t1、t2之比；(2)电容器所带电荷量Q1、Q2之比．【解析】　(1)设粒子在极板间的运动时间为t，沿极板方向的位移为x，则：t＝即t∝x由条件可知：＝.(2)设电容器电容为C，极板间电压U，极板间距d，极板间场强为E，则：U＝E＝粒子的加速度a＝d＝at2联立可得Q∝解得＝.【答案】　(1)＝　(2)＝考向2　带电

7、粒子在匀强磁场中运动的模型[典例2]　(2018·重庆江津中学月考)如图2所示，第四象限内有互相垂直的匀强电场E与匀强磁场B1，E的大小为0.5×103V/m，B1大小为0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，磁场的下边界与x轴重合．一质量m＝1×10－14kg、电荷量q＝1×10－10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动，经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域．一段时间后，微粒经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出.M点的坐标为(0,－10cm)，N

8、点的坐标为(0,30cm)，不计微粒重力．图2(1)请分析判断匀强电场E的方向并求出微粒的运动速度v；(2)匀强磁场B2的大小为多大；(3)B2磁场区域的最小面积为多少？【解析】　(1)粒子重力忽略不计，微粒在第四象限内仅受电场力和洛伦兹力，且微粒做直线运动，速度的变化会引起洛伦兹力的变化，所以微粒必做