2022年_3高考物理真题分类汇编专题十一带电粒子在电磁场中的运动.docx

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1、精品学习资源专题十一带电粒子在电磁场中的运动+3+1. 2021 高考浙江理综第20 题）注入工艺中，初速度可忽视的离子P 和 P ，经电压为 U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面对里，有肯定的宽度的+匀强磁场区域，如下列图，已知离子P 在磁场中转过=30后从磁场右边界射出；+3+在电场和磁场中运动时，离子P 和 PA在电场中的加速度之比为1 1 B在磁场中运动的半径之比为1 C在磁场中转过的角度之比为12D离开电场区域时的动能之比为1 3答案： BCD+3+3+解读：离子 P 带电量为e， P 带电量为 e，由 qE=ma，可知离子 P 和 P 在电场中的22+加速度之比

2、为1 3，选项 A 错误；由qU= mv /2 ， qvB=mv/R ，解得 R=. 离子 P 和P3+在磁场中运动的半径之比为 1，选项 B 正确；画出离子P+和 P3+在磁场中运动的轨+3+迹，由几何关系可知，离子P 和 P 在磁场中转过的角度之比为1 2，选项 C 正确；由 qU=2+3+mv /2 ，可知离子 P 和 P 离开电场区域时的动能之比为1 3，选项 D正确；2. 如下列图，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场；带电量为 +q、质量为 m 的粒子，由静止开头从正极板动身，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动；

3、忽视重力的影响，求：（1） 匀强电场场强E 的大小；（2） 粒子从电场射出时速度 的大小；（3） 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R；解读： 1）匀强电场场强 E=U/d；欢迎下载精品学习资源22）由动能定理，qU=mv ，解得 v=；3 ）粒子在磁场中做匀速圆周运动，qvB=m，解得 R=；将速度v的值代入：R=；3. 如图甲，空间存在范畴足够大的垂直于xoy 平面对外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；让质量为m，电量为qq的粒子从坐标原点O 沿加 xoy 平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中；不计重力和粒子间的影响；1 如粒子以初速度 v1 沿 y 轴正向入射，恰好能经过 x 轴上的

4、Aa ， 0点，求 v 1 的大小：2 已知一粒子的初建度大小为vvv 1为使该粒子能经过Aa ，0点，其入射角 如图乙，如在此空间再加入沿y 轴正向、大小为 E 的匀强电场，一粒子从O点以初速度v0 沿 x 轴正向发射；讨论说明：粒子在xoy 平面内做周期性运动，且在任一时刻，粒子速度的 x 重量 vx 与其所在位置的y 坐标成正比，比例系数与场强大小E 无关；求该粒子运动过程中的最大速度值vm；解读： 1）带电粒子以速率v 1 在匀强磁场B 中做匀速圆周运动，半径为R，有：2qv1 B=mv1 /R ，当粒子沿 y 轴正方向入射，转过半个圆周至A 点，该圆周半径为R1，有： R1=a/2

5、，解得： v1=；2）如图， O、A 两点处于同一圆周上，且圆心在x=a/2的直线上，半径为R；当给定一个初速度 v 时，有两个入射角，分别在第1、2 象限，有欢迎下载精品学习资源sin = sin =；由式解得： sin =；3）粒子在运动过程中仅电场力做功，因而在轨道的最高点处速率最大，用ym表示其 y 坐22标，由动能定理，有：qEym=mvm -mv0由题知，有 vm=kym；如 E=0 时，粒子以初速度v0 沿 y 轴正方向入射，有： qvB=mv0=kR0，由式解得： vm=+4. 18分） 2021 高考山东理综第23 题）如下列图，在坐标系xoy 的第一、第三象限内存在相同的匀

6、强磁场，磁场方向垂直于xoy 面对里；第四象限内有沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一质量为、带电量为的粒子自 y 轴的 P 点沿 x 轴正方向射入第四象限，经x 轴上的 Q 点进入第一象限，立即撤去电场，以后仅保留磁场；已知 OP=d,OQ=2d, 不计粒子重力；1）求粒子过 Q点时速度的大小和方向；2）如磁感应强度的大小为肯定值B0，粒子将以垂直y 轴的方向进入其次象限，求 B0；3）如磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q 点，且速度与第一次过 Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间；解读： 1）设粒子在电场中运动的时间为 t 0，加速度的大小为

7、a，粒子的初速度为 v0，过 Q 点时速度的大小为 v，沿 y 轴方向的分速度的大小为 vy，速度与 x 轴正方向的夹角为 ， 由牛顿其次定律得： qE=ma， 2由运动学公式得： d= at 0 ， 2d= v 0t 0， 3 / 9欢迎下载精品学习资源vy =at 0，v=，tan = v y / v0联立式解得：v=2， =45； ）设粒子做匀速圆周运动的半径为 R2，由几何分析【粒子运动的轨迹如下列图， O2、 O2是粒子做匀速圆周运动的圆心， Q、F、 G、 H 是轨迹与两坐标轴的交点，连接 O2 、 O2，由几何关系知， O2FGO2和 O2QHO2均为矩形，进而知 FQ、GH均为

8、直径， QFGH也是矩形，又 FHGQ，可知 QFGH是正方形， QOF为等腰直角三角形；】可知，粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆，得： 2R2=2 d；粒子在其次、第四象限的轨迹为长度相等的线段，得：FG=HQ=2 R2，设粒子相邻两次经过Q点所用的时间为 t ，就有：t=；联立解得： t=2+ .5. 16 分） 点，以大小为 v0 的速度沿 x 轴正欢迎下载精品学习资源方向射入电场，通过电场后从x 轴上的 a2h，0）点进入第象限，又经过磁场从y 轴上的某点进入第象限，且速度与y 轴负方向成 45角，不计粒子所受的重力；求：1）电场强度 E 的大小；2）粒子到达 a 点时速度的大小和方

9、向；3） abc 区域内磁场的磁感应强度B 的最小值；2【 解读】 1）设粒子在电场中运动的时间为t ，就有 x=vt=2h ， y=at =h，qE=ma，联立解得： E=；2）粒子到达 a 点时沿 y 轴负方向的分速度为vy =at= v 0所以： v=v 0；方向指向第象限与x 轴正方向成 45角；（ 1） 粒子在磁场中运动时，有qvB=m；当粒子从 b 点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有： r=L；所以 B=；6. 19 分） 2021 高考四川理综第11 题）如下列图，竖直平面纸面）内有平面直角坐标 系 x0y,x轴沿水平方向；在x 0 的区域内存在方向垂直纸面对里，磁感应强

10、度大小为B1 的匀强磁场；在其次象限紧贴y轴固定放置长为、表面粗糙的不带电绝缘平板，平板平行 x 轴且与 x 轴相距 h；在第一象限内的某区域存在方向相互垂直的匀强磁场磁感应强度大小为 B2，方向垂直于纸面对外）和匀强电场图中未画出）；一质量为m、不带电的小球 Q 从平板下侧A 点沿 x 正向抛出；另一质量也为m、带电量为q 的小球 P 从 A 点紧贴平板沿 x 轴正向运动，变为匀速运动后从y轴上的 D 点进入电磁场区域做匀速圆周运动，经圆周离开电磁场区域，沿y 轴负方向运动，然后从 x 轴上的 K 点进入第四象限；小球P、Q相遇在第四象限内的某一点，且竖直方欢迎下载精品学习资源向速度相同；设

11、运动过程中小球P 的电量不变，小球P 和 Q 始终在纸面内运动且均看作质点，重力加速度为g；求：1）匀强电场的场强大小，并判定P 球所带电荷的正负；2）小球 Q的抛出速度 v 0 取值范畴；3） B1 是 B2 的多少倍？解读： 设小球 P 紧贴平板匀速运动的速度为v，此时洛伦兹力与重力平稳，有：qvB1=mg，设小球 P 以速度 v 在电磁场区域内做圆周运动的半径为R，有 qvB2=m；设小球 Q与小球 P 在第四象限相遇点的坐标为x、y，有： x 0， y 0. 小球 Q运动到相遇点所需时间为t 0，水平位移为 s，竖直位移为d，有： s=v0t 0，2d=gt 0 ，由题意得： x=s-

12、l ， y=h-d，联立上述方程，由题意可知v00，解得：01小球 Q 在空间做平抛运动，要满意题设要求，就运动到小球P 穿出电磁场区域的同一水平高度的 W点时，其竖直方向的速度vy 与竖直位移 y 0 必需满意：2vy=v ， y0=gt ，联立相关方程，解得 B1=B2/2 ； B1 是 B2 的 0.5 倍；7 2021高考江苏物理第15 题16欢迎下载精品学习资源分）在科学讨论中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的掌握；如题15-1 图所示的 xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度E 和磁感应强度 B 随时间作周期性变化的图象如题15-2图所示； x 轴正方向为

13、 E 的正方向，垂直纸面对里为B 的正方向；在坐标原点O 有一粒子 P，其质量和电荷量分别为m 和+q； 不计重力；在时刻释放 P，它恰能沿肯定轨道做往复运动；1）求 P 在磁场中运动时速度的大小v0；2）求 B0 应满意的关系；3）在 t 00 t 0 时刻释放 P，求 P 速度为零时的坐标；解读：1） /2 做匀加速直线运动， 2 做匀速圆周运动，电场力：F=qE0，加速度：a=F/m，速度： v0=at ，且 t= /2 ，联立解得： v0=；2）只有当 t=2 时， P 在磁场中做匀速圆周运动终止并开头沿x 轴负方向运动，才能沿肯定轨道做往复运动，如下列图；设P 在磁场中做匀速圆周运动

14、周期为T，就：n-1/2 ） T= , n=1,2,3 ）匀速圆周运动： qvB0=m， T=2r/v ， 解得： B0=2n-1 ）；. ；圆周运动的半径： r 1=，解得： r 1= - t 0. ；又经 - t 0时间 P 减速为零后向右加速时间为t 0. ；P 再进入磁场， v 2=t 0. ；欢迎下载精品学习资源圆周运动的半径： r 2=， 解得： r 2=t 0. ；综上所述，速度为零时的横坐标为x=0 ；相 应 的 纵 坐 标 为 y=k=1， 2 ， 3 ， 解 得 ：y=k=1 ， 2，3， 8. M、N 间电场强度 E 的大小； 2 ）圆筒的半径 R:3）保持 M、N 间电

15、场强度E 不变，仅将M板向上平移2/3d ，粒子仍从 M板边缘的 P 处由静止释放，粒子自进入圆筒至从S 孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n；2解读：设两板间的电压为U，由动能定理得：qU=mv， 由匀强电场中电势差与电场强度的关系得U=Ed，联立解得： E=；粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力，由牛顿其次定律，得：qvB=m， 联立式解得： R=；3）保持 M、N 之间的电场强度 E 不变， M板向上移动 2d/3 后，设板间电压为U，就U =Ed/3=U/3.设粒子进入 S 孔时的速度为 v，由式可看出：=；综合式可得： v =v；设粒子做匀速圆周运动的轨道半径为r ，就 r =设粒子从 S 到第一次与圆筒碰撞期间的轨迹所对圆心角为 ，比较两式得到r =R， 可见， = /2 ，粒子需经过四个这样的圆弧才能从S 孔射出，故： n=3欢迎下载