1、菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理阶段升华微专题(十)带电粒子在各种场中的运动 菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理专题归纳专题一 带电粒子在电场中运动1加速运动：qU12mv212mv20菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理2类平抛运动：xv0ty12at2aEqm Uqdmvyatv v20v2y或qEyqUdy12mv212mv20tan vyv0atv0at2v0t2yx2tan 菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【例 1】如图 1 所示，有一带电粒子贴着 A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为 U1 时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出，当偏转电
2、压为 U2 时，带电粒子沿轨迹落到 B 板中间，设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()图 1AU1U218 BU1U214CU1U212D.U1U211菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】两种情况下带电粒子的运动时间之比 t1t221，偏转距离之比 y1y212，由 y12at2 得两种情况下粒子的加速度大小之比a1a2y1y2t22t2118，由于 aqUmd，Ua，故 U1U218，选项 A 正确【答案】A菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理专题二 带电粒子在磁场中运动1匀速圆周运动：qvBmv2RRmvqBT2Rv 2mqBt 2TmqB，其中
3、 R、主要通过几何关系确定菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理2圆周运动的圆心确定方法法 1：已知轨迹上两点的速度方向法 2：己知轨迹上的两点和其中一点的速度方向法 3：已知轨迹上一点的速度方向和半径 R法 4：已知轨迹上的两点和半径 R菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理3带电粒子在有界磁场中运动的极值问题(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切(2)当速度 v 一定时，弧长(或弦长)越大，圆周角越大，则时间越长(3)磁场边界的最小面积菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理4对称规律解题法(1)从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边
4、界的夹角相等(2)在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出(3)在圆形磁场区域内，不沿径向射入的粒子，也满足对称性菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【例 2】如图 2 所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度 v 从 A 点沿直径 AOB 方向射入磁场，经过 t 时间从 C 点射出磁场，OC 与 OB 成 60角现将带电粒子的速度变为 v/3，仍从 A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为 ()A.12tB.2tC.13tD.3t菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理图 2菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】
5、粒子沿半径方向进入圆形磁场区域时，一定沿半径方向射出，如图所示粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，由 qvBmv2R得 RmvBq，T2mBq.由数学知识得：粒子以速度 v 进入磁场时，圆周运动的半径 R 3r，转过的圆心角 60；菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理粒子以速度v3进入磁场时，圆周运动的半径 R 33 r，转过的圆心角 120，周期 T 与速度无关，所以 tt2t，选项 B 正确【答案】B菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理专题三、带电粒子在复合场中的运动1.高中阶段所涉及的复合场有四种组合形式，即：电场与磁场的复合场；磁场与重力场的复合场；电
6、场与重力场的复合场；电场、磁场与重力场的复合场菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理2.带电粒子在复合场中的运动性质取决于带电粒子所受的合外力及初速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，带电粒子做匀速直线运动(如速度选择器)；当带电粒子所受的重力与电场力等值、反向，由洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动；当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度的方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，运动轨迹也随之不规范地变化因此，要确定粒子的运动情况，必须明确有几种场，粒子受几种力，重力是否可以忽略菜单高频考点强
7、化卷章末检测卷高三总复习 物理【例 3】如图 3 所示，A、B 间存在与竖直方向成 45斜向上的匀强电场 E1，B、C 间存在竖直向上的匀强电场 E2，A、B 的间距为 1.25 m，B、C 的间距为 3 m，C 为荧光屏一质量 m1.0103 kg，电荷量 q1.0102 C 的带电粒子由 a 点静止释放，恰好沿水平方向经过 b 点到达荧光屏上的O 点若在 B、C 间再加方向垂直于纸面向外且大小 B0.1 T的匀强磁场，粒子经 b 点偏转到达荧光屏的 O点(图中未画出)取 g10 m/s2，求：菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理图 3(1)E1 的大小；(2)加上磁场后，粒子由 b
8、 点到 O点电势能的变化量菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】(1)粒子在 A、B 间做匀加速直线运动，竖直方向受力平衡，则有：qE1cos 45mg解得：E1 2 N/C1.4 N/C.(2)粒子从 a 到 b 的过程中，由动能定理得：qE1dABsin 4512mv2b解得 vb5 m/s菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理加磁场前粒子在 B、C 间必做匀速直线运动，则有：qE2mg加磁场后粒子在 B、C 间必做匀速圆周运动，如图所示，由动力学知识可得：qvbBmv2bR菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理解得：R5 m设偏转距离为 y，由几何知识得：R2d
9、2BC(Ry)2代入数据得 y1.0 m粒子在 B、C 间运动时电场力做的功为WqE2ymgy1.0102 J.由功能关系知，粒子的电势能增加了 1.0102 J.【答案】(1)1.4 N/C(2)增加了 1.0102 J菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理学以致用1(2015陕西渭南质检(一)如图 4 所示，平行金属板内有一匀强电场，一带电粒子以平行于金属板的初速从板间某点射入电场，不计粒子受的重力，当入射动能为 Ek 时，此带电粒子从场中射出的动能恰好为 2Ek.如果入射速度方向不变，初动能变为 2Ek，那么带电粒子射出的动能为()菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理 图
10、4A.54Ek B.32EkC.52EkD.3Ek菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】设匀强电场的电场强度为 E，粒子在电场中做类平抛运动，由题可知，Ek12mv20，而 Lv0t，y12at2且 Eqy2EkEk 而当初动能为 2Ek 时，有 2Ek12mv21，而 Lv1t1，y112at21，且 Eqy1Ek12Ek整理得：Ek152Ek，因此选项 C 正确，选项 A、B、D错误【答案】C菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理2(2014辽宁沈阳质量监测)如图 5 所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、b，以不同的速率沿着 A
11、O 方向对准圆心 O 射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 ()图 5菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理Aa 粒子速率较大Bb 粒子速率较大Cb 粒子在磁场中运动时间较长Da、b 粒子在磁场中运动时间一样长菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】由轨迹图知半径 rarb，根据 qvBmv2r 得 rmvqB，知粒子 b 的速率较大，故 A 项错误、B 项正确；根据T2mqB 知，两个粒子的周期相同，运动时间为 t 2T，由图可知 a 粒子的圆心角较大，则 a 粒子的运动时间就较长，故C、D 项都错误【答案】B菜单高频考点强化卷章末检测卷高
12、三总复习 物理3(2014河南洛阳统考)如图 6 所示，在真空中，匀强电场 E 的方向竖直向下，水平匀强磁场 B 垂直纸面向里，三个油滴 a、b、c 带有等量同种电荷已知 a 静止，油滴 b 水平向右匀速运动，油滴 c 水平向左匀速运动三者质量 ma、mb和 mc 相比较()图 6菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理AmambmcB.mbmamcCmcmambD.mambmc菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】根据油滴 a 静止，可知油滴所受电场力竖直向上，油滴带负电，qEmag，油滴 b 水平向右匀速运动，所受洛伦兹力竖直向下，由 qEmbgqvbB 可知油滴 b 质
13、量小于油滴 a.油滴 c 水平向左匀速运动，所受洛伦兹力竖直向上，由 qEmcgqvcB 可知油滴 c 质量大于油滴 a，所以mcmamb，选项 C 正确【答案】C菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理4(2014江苏启东模拟)如图 7 为示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为 d、板长为 l，电子经电压为U1 的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为 me、电荷量为 e.图 7菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理(1)求经电场加速后电子速度 v 的大小；(2)要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压 U2 应是多少？电子动能多大？菜单
14、高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】(1)电子经电压为 U1 的电场加速，根据动能定理：eU112mev2，则经电场加速后电子的速度 v2eU1me.菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理(2)电子离开偏转电场偏转角度最大时的偏转量为d2，电子受到偏转电场的电场力 F2eE2，E2U2d，电子沿偏转电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，有d212a2t2，a2F2me，tlv，可解得两平行板间电压 U22d2U1l2；又eU22 EkEk0，eU1Ek0，所以 EkeU1(1d2l2)【答案】(1)2eU1me (2)2d2U1l2 eU1(1d2l2)菜单高频考点强化卷章末
15、检测卷高三总复习 物理5(2014河南郑州模拟)如图 8 所示，在一宽度 D16 cm的区域内，同时存在相互垂直的匀强磁场 B 和匀强电场 E，电场的方向竖直向上，磁场的方向垂直纸面向外一束带电粒子以速度 v0 同时垂直电场和磁场的方向射入时，恰不改变运动方向若粒子束射入时只有电场，可测得粒子束穿过电场时沿竖直方向向上偏移 6.4 cm；若粒子束射入时只有磁场，则粒子束离开磁场时偏离原方向的距离是多少？不计粒子束的重力菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理图 8菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理【解析】当带电粒子沿直线运动时，粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，有 qEqv0B.只有电场时，根据牛顿第二定律 Eqma，设粒子在电场中运动的时间为 t，则 Dv0t，偏转的距离为 y112at26.4 cm.菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理只有磁场时，粒子做匀速圆周运动根据牛顿第二定律得：qv0Bmv20R解以上式子得 R20 cmy2R R2D28 cm.【答案】8 cm菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理高频考点强化卷(七)点击图标进入 菜单高频考点强化卷章末检测卷高三总复习 物理章末检测卷(八)点击图标进入
