2023年高考物理精品讲练系列学案带电粒子在复合场中的运动doc高中物理2.docx

2023高考物理精品讲练系列学案：带电粒子在复合场中的运动 要点一 复合场（叠加场） 即学即用 1.一带电粒子以初速度v0先后通过匀强电场E和匀强磁场B,如图甲所示,电场和磁场对粒子做功为W1;假设把电场和磁场正交叠加后,如图乙所示,粒子仍以v0<E/B的速度穿过叠加场区,电场和磁场对粒子做功为W2（不计重力的影响）,那么 （ ） A.W1=W2 B.W1<W2 C.W1>W2 D.无法比较 答案 C 要点二 带电粒子在复合场中的运动分析 即学即用 2.如下列图,与电源断开的带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场.某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止开始滑下,经过轨道端点P（轨道上P点的切线沿水平方向）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.假设保持磁感应强度不变,使两板间距离稍减小一些,让小球从比a点稍低一些的b点由静止开始滑下,在经P点进入板间的运动过程中 （ ） A.洛伦兹力对小球做负功 B.小球所受电场力变大 C.小球一定做曲线运动 D.小球仍可能做直线运动 答案 C 题型1 带电粒子在复合场中的平衡问题 【例1】设在地面上方的真空室内存在匀强电场和匀强磁场.电场强度和磁感应强度的方向是相同的,电场强度的大小E=4.0 V/m,磁感应强度的大小B=0.15 T.今有一个带负电的质点以v=20 m/s的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电荷量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向.（角度可用反三角函数表示） 答案 1.96 C/kg,与重力夹角arctan斜向下的一切可能方向 题型2 带电粒子在复合场中的曲线运动问题 【例2】ab、cd为平行金属板,板间匀强电场场强E=100 V/m,板间同时存在如下列图的匀强磁场,磁感应强度B=4 T,一带电荷量q=1×10-8 C,质量m=1×10-10kg的微粒,以速度v0=30 m/s垂直极板进入板间场区,粒子做曲线运动至M点时速度方向与极板平行,这一带电粒子恰与另一质量和它相等的不带电的微粒吸附在一起做匀速直线运动,不计重力.求: （1）微粒带何种电荷. （2）微粒在M点与另一微粒吸附前的速度大小. （3）M点距ab极板的距离. 答案 （1）负电 （2）50 m/s （3）0.08 m 题型3 情景建模 【例3】如图甲所示,场强水平向左、大小E=3 V/m的匀强电场中,有一倾角θ=37°的光滑绝缘斜面（足够大）垂直斜面方向有一磁场,磁感强度随时间的变化规律如图乙所示.在t=0时刻,质量m=4×10-3 kg、电荷量q=10-2 C的带负电的小球在O点获得一沿斜面向上的瞬时速度v=1 m/s,求小球在t=0.32 πs时间内运动的路程.（g=10 m/s2, sin 37°=0.6,cos37°=0.8） 答案 0.32 πm 1.（2023·承德模拟）如下列图,空间的某个复合场区域内存在着方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场.质子由静止开始经一加速电场加速后,垂直于复合场的界面进入并沿直线穿过场区,质子从复合场区穿出时的动能为Ek.那么氘核同样由静止开始经同一加速电场加速后穿过同一复合场后的动能Ek′的大小是 （ ） A.Ek′=Ek B.Ek′>Ek C.Ek′<Ek D.条件缺乏,难以确定 答案 B 2.（2023·济宁统考）如下列图,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,电场强度为E,磁感应强度为B,那么油滴的质量和环绕速度分别为 （ ） A. B. C.B D. 答案 D 3.如下列图,在互相垂直的水平方向的匀强电场（E）和匀强磁场（B）中,有一固定的竖直绝缘杆,杆上套一个质量为m、电荷量为+q的小球,它们之间的摩擦因数为μ,现由静止释放小球,试求小球沿棒运动的最大加速度和最大速度.（mg>μqE,小球的带电荷量不变） 答案 g- 4.如下列图,一质量为m,带电荷量为+q的小物体,在水平方向的匀强磁场B中,从倾角为 θ的绝缘光滑足够长的斜面上由静止开始下滑,求: （1）此物体在斜面Q上运动的最大速度. （2）此物体在斜面上运动的距离. （3）此物体在斜面上运动的时间. 答案 （1） （2）