最新三年高考物理高頻考點(diǎn)精選分類解析 考點(diǎn)32 帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).docVIP

最新三年高考物理高頻考點(diǎn)精選分類解析考點(diǎn)32 帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【考點(diǎn)知識(shí)方法解讀】1.帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)可按照運(yùn)動(dòng)分解把帶電粒子的運(yùn)動(dòng)分解為垂直電場(chǎng)方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿電場(chǎng)方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)可依據(jù)洛侖茲力提供向心力列方程解答。2.帶電粒子在電場(chǎng)中加速利用動(dòng)能定理列方程解答，在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)可依據(jù)洛侖茲力提供向心力列方程解答?！咀钚氯旮呖嘉锢砭x解析】1(16 分) （2012江蘇物理）如圖所示，待測(cè)區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),根據(jù)帶電粒子射入時(shí)的受力情況可推測(cè)其電場(chǎng)和磁場(chǎng)。 圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對(duì)水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長(zhǎng)度為l、間距為d，兩對(duì)極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場(chǎng)方向相反。質(zhì)量為m、電荷量為+q 的粒子經(jīng)加速電壓u0 加速后,水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為u1 的平移器,最終從a 點(diǎn)水平射入待測(cè)區(qū)域。不考慮粒子受到的重力。.(1)求粒子射出平移器時(shí)的速度大小v1；(2)當(dāng)加速電壓變?yōu)?u0 時(shí)，欲使粒子仍從a 點(diǎn)射入待測(cè)區(qū)域，求此時(shí)的偏轉(zhuǎn)電壓u；(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測(cè)區(qū)域，剛進(jìn)入時(shí)的受力大小均為f. 現(xiàn)取水平向右為x 軸正方向，,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系oxyz.。保持加速電壓為u0 不變,，移動(dòng)裝置使粒子沿不同的坐標(biāo)軸方向射入待測(cè)區(qū)域，,粒子剛射入時(shí)的受力大小如下表所示. 請(qǐng)推測(cè)該區(qū)域中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及可能的方向.。豎直位移 y2 =vy t由題意知,粒子豎直總位移 y =2y1 +y2解得 y=。則當(dāng)加速電壓為4u0 時(shí)，u =4u1。（3）(a)由沿x 軸方向射入時(shí)的受力情況可知：b平行于x 軸。. 且 e =f/q。(b)由沿y 軸方向射入時(shí)的受力情況可知：e 與oxy 平面平行.f2+f 2 =(f)2，則f =2f，且 f =qv1b，解得：b=。(c)設(shè)電場(chǎng)方向與x 軸方向夾角為。.2.（2011全國(guó)理綜）如圖，與水平面成45角的平面mn將空間分成i和ii兩個(gè)區(qū)域。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q0）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(dòng)時(shí)，只受到大小不變、方向豎直向下的電場(chǎng)作用，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為e；在ii區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)到出發(fā)點(diǎn)p0的距離。粒子的重力可以忽略?！窘馕觥浚簬щ娏Ｗ舆M(jìn)入電場(chǎng)后，在電場(chǎng)力作用下沿拋物線運(yùn)動(dòng)，其加速度方向豎直向下，設(shè)其大小為a，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得qe=ma 經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，粒子從平面mn上的點(diǎn)p1進(jìn)入磁場(chǎng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和幾何關(guān)系得，v0t0=at02 粒子速度大小v1為v1=。設(shè)速度方向與豎直方向的夾角為，tan=。此時(shí)粒子到出發(fā)點(diǎn)p0的距離為s0=v0t0 此后粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑r1=.設(shè)粒子首次離開磁場(chǎng)的點(diǎn)為p2，弧所張的圓心角為2，則點(diǎn)p1到點(diǎn)p2的距離為s1=2r1sin，由幾何關(guān)系得 + =45聯(lián)立解得s1= 點(diǎn)p2與點(diǎn)p0相距l(xiāng)=s0+s1 聯(lián)立解得l= 【點(diǎn)評(píng)】此題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，難度中等。3（2011重慶理綜卷第25題）某儀器用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)控制電子在材料表面上方的運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，材料表面上方矩形區(qū)域ppnn充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，寬為d；矩形區(qū)域nnmm充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，長(zhǎng)為3s，寬為s；nn為磁場(chǎng)與電場(chǎng)之間的薄隔離層。一個(gè)電荷量為e、質(zhì)量為m、初速為零的電子，從p點(diǎn)開始被電場(chǎng)加速經(jīng)隔離層垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，電子每次穿越隔離層，運(yùn)動(dòng)方向不變，其動(dòng)能損失是每次穿越前動(dòng)能的10%，最后電子僅能從磁場(chǎng)邊界mn飛出。不計(jì)電子所受重力。 (1)求電子第二次與第一次圓周運(yùn)動(dòng)半徑之比；(2)求電場(chǎng)強(qiáng)度的取值范圍；(3)a是的中點(diǎn)，若要使電子在a、間垂直于a飛出，求電子在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。又由rn=0.9 n-1 r1，2 r1(1+0.9+0.92+0.9 n+)s解得：e。所以電場(chǎng)強(qiáng)度的取值范圍為 e?！军c(diǎn)評(píng)】此題與科技實(shí)際結(jié)合緊密，情景新穎，難度較大，分值較高。圖34（2010山東理綜）如圖3所示，以兩虛線為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場(chǎng)，寬度為d，兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電量+q、重力不計(jì)的帶電粒子，以初速度v1垂直邊界射入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，后進(jìn)入電場(chǎng)做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后第二次進(jìn)入磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，此后粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中交替運(yùn)動(dòng)。已知粒子第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類推。求（1）粒子第一次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功w1。（2）粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小en。（3）粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)所用的時(shí)間tn。（4）假設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)為零。請(qǐng)畫出從粒子第一次射入磁場(chǎng)至第三次離開電場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（不要求寫出推導(dǎo)過(guò)程，不要求標(biāo)明坐標(biāo)刻度值）。 解得en=te （3）第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)的平均速度， 則時(shí)間為。 （4）