2022年高考物理考点分类速度选择器与带电粒子在复合场中的运动.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载速度挑选器与带电粒子在复合场中的运动【考点学问方法解读】1. 速度挑选器是指在平行板中加上相互垂直的电场和磁场,能把具有肯定速度的粒子挑选出来的装置；带电粒子能够匀速 沿直线通过速度挑选器的条件是洛伦兹力等于电场力,qvB=qE,即挑选出速度为 v=E/B 的带电粒子；2. 带 电粒子在电场、磁场并存的空间中运动时,电场力、磁场力将按自身的特性独立作用于粒子,其中洛伦兹力对运动电荷不做功,电场力做功与路径无关；当带电粒子在电场、磁场并存的空间中做直线运动时,电场力和洛伦兹力的合力必为零,肯定做匀速直线运动；电场力和洛伦兹力

2、肯定等值反向；当带电粒子连续通过几个不同的场区,粒子的受力情形和运动情形也发生相应的变化,其运动【最新三年高考物理精选解析】过 程由几种不同的运动阶段组成；1.（2022 海南物理） 如图,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面对里；一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板；如不计重力, 下 列四个物理量中哪一个转变时,粒子运动轨迹不会转变？A粒子速度的大小 B粒子所带电荷量 C电场强度 D磁感应强度 1. 【答案】： B 【解析】：带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,有 变,粒子运动轨迹不会转变,选项 B 正确；2. （2022 福建理综）如图 1 所

3、示的装置,左半部为速度挑选器, 右半部为匀强的偏转电 场；一束同位素离子流从狭缝 S1 射入速度挑选 器,能够沿直线通过速度挑选器并从狭缝 S2 射出的离子, 又沿着与电场垂直的方向,立刻 进入场强大小为 E 的偏转电场,最 后打在照相qvB=qE；所以粒子所带电荷量改名师归纳总结 底片 D 上；已知同位素离子的电荷量为q q0 ,速度挑选器内部存在着相互垂直的场强第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载大小为 E0的匀强电场和磁感应强度大小为 B0 的匀强磁场,照相底片 D与狭缝 S1、S2的连线平行且距离为L,

4、忽视重力的影响；v0 方向飞行的距离为x,求出 x 与离子1 求从狭缝 S2射出的离子速度v0 的大小；2 如打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度质量 m之间的关系式 用 E0、B0、E、q、m、L 表示 ；【点评】 此题可看作由教材上两个题通过适当变化组合而成,因此娴熟把握基础学问,把握教材上典型试题的解法,是高考取胜的法宝；3. （ 2022 海南物理）图 2 中左边有一对平行金属板,两板相距为 d电压为 V；两板之间有匀强磁场, 磁感应强度大小为 B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里；图中右边有一半径为R、圆心为 O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面朝

5、里；一电荷量为 q 的正离子沿平行于全属板面、垂直于磁 图 2 场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径 EF方向射入磁场区域,最终从圆形区城边界上的 G点射出已知弧.PG 所对应的圆心角为,不计重力求1 离子速度的大小；2 离子的质量名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由式得v=V/d B 0优秀学习资料欢迎下载2 在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿其次定律有 qvB0=mv 2/r 式 中,m和 r 分别 是离子的质量和它做圆周运动的半径；由题设,离子从磁场边界

6、上的点 G穿出,离子运动的圆周的圆心 O必在过 E 点垂直于 EF的直线上,且在 EG的垂直一平分线上 见右图 ；由几何关系有 r=Rtan 式中, 是 OO与直径 EF的夹角,由几何关系得 2 + = 联立式得,离子的质量为 m= qBB Rd 0 cot V 2【点评】 此题重点考查滤速器和带电粒子在有界匀强磁场中的运动,图,留意利用题述条件和几何关系；解答时要画出轨迹示意4；2（2022 安徽理综卷第 23 题）如下列图,在以坐标原点 O为圆心、半径为 R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为 B,磁场方向垂直于 xOy 平面对里；一带正电的粒子 （不计重力） 从

7、O点沿 y 轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经 t 0时间从 P点射出；（1）求电场强度的大小和方向；（2）如仅撤去磁场, 带电粒子仍从 O点以相同的速度射入,经 t0/2 时间恰从半圆形区域的边界射出；求粒子运动加速度的大小；如仅撤去电场,带电粒子仍从 O点射入,且速度为原先的 4 倍,求粒子在磁场中运动的时间；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载名师归纳总结 又由 x=1at02第 4 页,共 7 页22联立解得 a=4 3R；t2 0（3）仅有磁场时,入射速度v=4v,带

8、电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为 r ,由牛顿其次定律有qvB=m 2vr又 qE=ma,由式得 r=3R 3由几何学问sin =R2 r即 sin =3, = /3 ；2带电粒子在磁场中运动周期T=2 m qB,带电粒子在磁场中运动时间tB=2 2T 所以 t B=3 t0；18- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载【点评】此题考查带电粒子在电场磁场复合场的运动,难度中等；（2022 安徽理综）如图3 甲所示,宽度为d 的竖直狭长区域内（边界为L1、L2）,存在垂直纸面对里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图

9、3 乙所示）,电场强度的大小为 E0,E0 表示电场方向竖直向上；t=0 时,一带正电、质量为 m的微粒从左边界上的 N1 点以水平速度 v 射入该区域, 沿直线运动到 Q点后, 做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的 N2 点； Q为线段 N1 N2的中点,重力加速度为 g；上述 d、E0、m、 v、g 为已知 量；1 求微粒所带电荷量q 和磁感应强度B 的大小；2 求电场变化的周期T；3 转变宽名师归纳总结 度 d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T 的最小值；第 5 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资

10、料 欢迎下载【点评】此题重点考查带电微粒在电场、磁场和重力场三者复合场中的运动；5（2022 安徽理综卷第 23 题）如下列图,在以坐标原点 O为圆心、半径为 R的半圆形区域 内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为 B,磁场方向垂直于 xOy平面对里；一带正电的粒子 （不计重力） 从 O点沿 y 轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直 线运动,经 t0时间从 P点射出；（1）求电场强度的大小和方向；（2）如仅撤去磁场, 带电粒子仍从 O点以相同的速 t0/2 时间恰 从 半圆形区域的边界射出；度射入,经 求粒子运动加速度的大小；如仅撤去电场,带电粒 子仍从 O点射入,且速度为原先的 4 倍,求粒子在 磁场中运动的时 间；名师归纳总结 又由 x=1at02第 6 页,共 7 页22- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 联立解得 a=4 3R；优秀学习资料欢迎下载t2 0所以 t B=3 t0；18【点评】此题考查带电粒子在电场磁场复合场的运动,难度中等；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页