《2022年高考物理 31帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動在磁場中的偏轉(zhuǎn)精解分析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理 31帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動在磁場中的偏轉(zhuǎn)精解分析（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高考物理 31帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動在磁場中的偏轉(zhuǎn)精解分析 高頻考點(diǎn)：帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動、在磁場中的偏轉(zhuǎn) 動態(tài)發(fā)布：xx全國理綜第25題、xx天津理綜第23題、xx寧夏理綜第24題 命題規(guī)律：帶電粒子在電場中的類平拋運(yùn)動、在磁場中的偏轉(zhuǎn)是帶電粒子在電場磁場中運(yùn)動的重要題型，是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，一般以壓軸題出現(xiàn)，難度大、分值高、區(qū)分度大。 命題分析 考查方式一 考查帶電粒子在傾斜邊界電場中的類平拋運(yùn)動、在磁場中的勻速圓周運(yùn)動 【命題分析】電粒子在傾斜邊界上的類平拋運(yùn)動可遷移在斜面上的平拋運(yùn)動問題的分析方法、在磁場中的勻速圓周運(yùn)動可依據(jù)洛倫茲力等于向心力

2、列方程解答。此類題難度中等。 例1. （xx全國理綜第25題）如圖，與水平面成45°角的平面MN將空間分成I和II兩個區(qū)域。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子以速度v0從平面MN上的P0點(diǎn)水平向右射入I區(qū)。粒子在I區(qū)運(yùn)動時，只受到大小不變、方向豎直向下的電場作用，電場強(qiáng)度大小為E；在II區(qū)運(yùn)動時，只受到勻強(qiáng)磁場的作用，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里。求粒子首次從II區(qū)離開時到出發(fā)點(diǎn)P0的距離。粒子的重力可以忽略。 【標(biāo)準(zhǔn)解答】帶電粒子進(jìn)入電場后，在電場力作用下沿拋物線運(yùn)動，其加速度方向豎直向下，設(shè)其大小為a，由牛頓運(yùn)動定律得qE=ma ① 經(jīng)過時間t0，粒子從平面MN上的點(diǎn)

3、P1進(jìn)入磁場，由運(yùn)動學(xué)公式和幾何關(guān)系得， v0t0=at02 ② 粒子速度大小v1為v1=。③ 設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為α，tanα=。④ 此時粒子到出發(fā)點(diǎn)P0的距離為s0=v0t0 ⑤ 此后粒子進(jìn)入磁場，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，圓周半徑r1=.⑥ 設(shè)粒子首次離開磁場的點(diǎn)為P2，弧所張的圓心角為2β，則點(diǎn)P1到點(diǎn)P2的距離為 s1=2r1sinβ，⑦ 由幾何關(guān)系得 α+β=45°⑧ 勻速圓周運(yùn)動可依據(jù)洛倫茲力等于向心力列方程解答。此類題難度中等。 v0 B M O x N P θ y 例2（xx天津理綜第23

4、題）在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第I象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第IV象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成60o角射入磁場，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，如圖所示．不計粒子重力，求： ⑴M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN； ⑵粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r； ⑶粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的總時間t． 【標(biāo)準(zhǔn)解答】⑴設(shè)粒子過N點(diǎn)的速度為v，有 v＝2v0 粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過程，有 ⑵粒子在磁場中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動，半徑為O′N

5、，有 v0 B M O x N P θ θ O? y ⑶由幾何關(guān)系得：ON ＝ rsinθ 設(shè)粒子在電場中運(yùn)動的時間為t1，有 ON ＝v0t1 例3（xx寧夏理綜第24題) 如圖所示，在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場，電場的方向平行于y軸向下；在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙面向外。有一質(zhì)量為m，帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場左側(cè)平行于x軸射入電場。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上A點(diǎn)時，速度方向與x軸的夾角，A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d。接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場，并垂直于OC飛離磁場。不計重力影響。若OC與x軸的夾角為，求

6、 （1）粒子在磁場中運(yùn)動速度的大小： （2）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小。 【標(biāo)準(zhǔn)解答】 (1)質(zhì)點(diǎn)在磁場中的軌跡為一圓弧。由于質(zhì)點(diǎn)飛離磁場時，速度垂直于OC，故圓弧的圓心在OC上。依題意，質(zhì)點(diǎn)軌跡與x軸的交點(diǎn)為A，過A點(diǎn)作與A點(diǎn)的速度方向垂直的直線，與OC交于O＇。由幾何關(guān)系知，AO＇垂直于OC＇，O＇是圓弧的圓心。設(shè)圓弧的半徑為R，則有 R=dsinj ① 由洛化茲力公式和牛頓第二定律得 ② 將①式代入②式，得 ③ (2)質(zhì)點(diǎn)在電場中的運(yùn)動為類平拋運(yùn)動。設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場的速度為v0，在電場中的加速度為a，運(yùn)動時間為t，則有 v0＝vcosj ④