2021届高考物理一轮复习8第1讲电流电阻电功及电功率练习含解析.doc

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1、第3讲带电粒子在复合场中的运动考点一　带电粒子在组合场中的运动电场+磁场【典例1】(2020·长沙模拟)如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)(　　)A.d随U1变化，d与U2无关B.d与U1无关，d随U2变化C.d随U1变化，d随U2变化D.d与U1无关，d与U2无关【

2、解析】选A。带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平方向夹角为θ，则有：=cosθ，而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有：=cosθ，所以d=，又因为半径公式R=，则有d==。故d随U1变化，d与U2无关，故A正确；B、C、D错误。【多维训练】(2018·全国卷Ⅱ)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于

3、xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l′，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M18点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹。(2)求该粒子从M点射入时速度的大小。(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。【解析】(1)粒子运动的轨迹如图甲所示。(粒子在电场中的轨迹为抛物线，在磁场中为圆弧，

4、上下对称)(2)粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动。设粒子从M点射入时速度的大小为v0，在下侧电场中运动的时间为t，加速度的大小为a；粒子进入磁场的速度大小为v，方向与电场方向的夹角为θ(见图乙)，速度沿电场方向的分量为v1。根据牛顿第二定律有qE=ma①式中q和m分别为粒子的电荷量和质量。由运动学公式有v1=at②l′=v0t③v1=vcosθ④粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动轨道半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得18qvB=m⑤由几何关系得l=2Rcosθ⑥联立①②③④⑤⑥式得v0=⑦(3)由运动学公式和题中所给数

5、据得v1=v0cot⑧联立①②③⑦⑧式得=⑨设粒子由M点运动到N点所用的时间为t′，则t′=2t+T⑩式中T是粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=由③⑦⑨⑩式得t′=答案：(1)图见解析　(2)(3)　磁场+电场【典例2】如图所示，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，第二、三、四象限存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场，其中第二象限磁场的磁感应强度大小为B，第三、四象限磁场的磁感应强度大小相等。一带正电的粒子从P(-d，0)点沿与x18轴正方向成α=60°角的方向平行于xOy平面入射，经第二象限后恰好由y轴上的Q点(

6、图中未画出)垂直于y轴进入第一象限，之后经第三、四象限重新回到P点，回到P点时速度方向与入射时的方向相同，不计粒子重力，求：(1)粒子从P点入射时的速度v0；(2)第三、四象限磁感应强度的大小B′。【通型通法】1.题型特征：磁场+电场+磁场。2.思维导引：【解析】(1)粒子从P点射入磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹如图所示，设粒子在第二象限中做圆周运动的半径为r，由几何知识得r===根据qv0B=m得v0=粒子在第一象限中做类平抛运动，则有r(1-cosα)=t2，tanα==联立解得v0=(2)设粒子在第一象限中做类平抛运动的水平位移和

7、竖直位移分别为x和y，18根据粒子在第三、四象限中做圆周运动的对称性可知，粒子刚进入第四象限时速度与x轴正方向的夹角等于α。由x=v0t，y=t得===由几何知识可得y=r-rcosα=r=d则x=d所以粒子在第三、四象限中做圆周运动的半径为R==d粒子进入第四、三象限运动的速度v==2v0=根据qvB′=m解得B′=2.4B答案：(1)　(2)2.4B磁场+电场+磁场【典例3】(2019·聊城模拟)如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域右侧有一宽度也为R的足够长区域Ⅱ，区域

8、Ⅱ内有方向向左的匀强电场，区域Ⅱ左右边界CD、FG与电场垂直，区域Ⅰ边界上过A点的切线与电场线平行且与FG交于G点，FG右侧为方向向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域Ⅲ。在FG延长线上距G点为R处的M点