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第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 專題三電場與磁場 熱點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動命題規(guī)律帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題是近幾年高考的重點(diǎn) 更是熱點(diǎn) 分析近幾年高考試題 該考點(diǎn)有以下命題規(guī)律 1 以計算題的形式考查 一般結(jié)合場的知識考查三種常見的運(yùn)動規(guī)律 即勻變速直線運(yùn)動 平拋運(yùn)動及圓周運(yùn)動 一般出現(xiàn)在試卷的壓軸題中 2 偶爾也會對粒子通過大小或方向不同的電場或磁場區(qū)域時的運(yùn)動進(jìn)行考查 1 勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小 2 粒子運(yùn)動到P點(diǎn)的速度大小 3 粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)所用的時間 突破點(diǎn)撥 1 以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場 說明 帶電粒子在第 象限 2 又經(jīng)過磁場垂直y軸進(jìn)入第 象限 說明 帶電粒子在第 象限做勻速圓周運(yùn)動的圓心在 帶電粒子在第 象限 答案 見解析 2 在上述題1中 若第 象限內(nèi)的勻強(qiáng)電場方向沿x軸負(fù)方向 試分析粒子經(jīng)過y軸進(jìn)入第 象限的位置的縱坐標(biāo) 2 2015 福建福州質(zhì)檢 如圖所示 在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 方向垂直紙面向里 在x軸下方存在勻強(qiáng)電場 方向豎直向上 一個質(zhì)量為m 電荷量為q 重力不計的帶正電粒子從y軸上的a 0 h 點(diǎn)沿y軸正方向以某初速度開始運(yùn)動 一段時間后 粒子速度方向與x軸正方向成45 角進(jìn)入電場 經(jīng)過y軸的b點(diǎn)時速度方向恰好與y軸垂直 求 1 粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r和速度大小v1 2 勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E 3 粒子從開始運(yùn)動到第三次經(jīng)過x軸的時間t0 3 2014 高考廣東卷 如圖所示 足夠大的平行擋板A1 A2豎直放置 間距6L 兩板間存在兩個方向相反的勻強(qiáng)磁場區(qū)域 和 以水平面MN為理想分界面 區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0 方向垂直紙面向外 A1 A2上各有位置正對的小孔S1 S2 兩孔與分界面MN的距離為L 質(zhì)量為m 電量為 q的粒子經(jīng)寬度為d的勻強(qiáng)電場由靜止加速后 沿水平方向從S1進(jìn)入 區(qū) 并直接偏轉(zhuǎn)到MN上的P點(diǎn) 再進(jìn)入 區(qū) P點(diǎn)與A1板的距離是L的k倍 不計重力 碰到擋板的粒子不予考慮 1 若k 1 求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E 2 若2 k 3 且粒子沿水平方向從S2射出 求出粒子在磁場中的速度大小v與k的關(guān)系式和 區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與k的關(guān)系式 熱點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動命題規(guī)律帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題是近幾年高考的熱點(diǎn) 更是重點(diǎn) 分析近幾年的高考試題 可發(fā)現(xiàn)對該考點(diǎn)的考查有以下命題規(guī)律 1 一般以計算題的形式考查 經(jīng)常結(jié)合平拋運(yùn)動 圓周運(yùn)動及功能關(guān)系進(jìn)行綜合考查 一般作為壓軸題出現(xiàn) 2 有時也會以選擇題的形式考查在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用 1 求兩極板間電壓U 2 若兩極板不帶電 保持磁場不變 該粒子仍沿中心線O1O2從O1點(diǎn)射入 欲使粒子從兩板左側(cè)間飛出 射入的速度應(yīng)滿足什么條件 2 在上述題1中 若兩極板不帶電 粒子仍從O1點(diǎn)以相同速度射入 欲使粒子垂直打在極板上 試求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎嗌?答案 2B 1 小球的初速度 2 電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值 3 若電場和磁場都存在 其他條件不變 那么 該帶電小球穿過圓形區(qū)域的時間 答案 見解析 帶電粒子在交變電 磁場中的運(yùn)動命題規(guī)律帶電粒子在交變電磁場中的運(yùn)動情況比較復(fù)雜 能綜合考查考生的多種能力 因此有可能成為高考壓軸題的命題點(diǎn) 1 求電荷進(jìn)入磁場時的速度大小 2 求圖乙中t 2 10 5s時刻電荷與P點(diǎn)的距離 3 如果在P點(diǎn)右方d 100cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板 求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋板所需的時間 故電荷從t 0時刻開始做周期性運(yùn)動 其運(yùn)動軌跡如圖所示 到t 2 10 5s時刻電荷先沿大圓軌跡運(yùn)動四分之一個周期再沿小圓軌跡運(yùn)動半個周期 與P點(diǎn)的水平距離為r1 0 2m 答案 1 104m s 2 0 2m 3 1 4 10 4s 1 電場強(qiáng)度E的大小 2 小球從M點(diǎn)開始運(yùn)動到第二次經(jīng)過D點(diǎn)所用的時間 3 小球運(yùn)動的周期 并畫出運(yùn)動軌跡 只畫一個周期 失分防范 帶電粒子在交變電 磁場中的運(yùn)動屬于高難問題 極易從以下幾點(diǎn)失分 搞不清各種場在各時段的復(fù)合形式 搞不清電 磁場在不同時段的有無 交變或交替規(guī)律 搞不清各種場力對粒子共同作用的效果 分析不出粒子在各時段的運(yùn)動情況 分析不出粒子在電 磁場的時間轉(zhuǎn)折點(diǎn)和空間轉(zhuǎn)折點(diǎn)的運(yùn)動狀態(tài) 畫不出軌跡 列不出方程 措施防范 先確定是幾種場相鄰或疊加 可由圖象 一般題目給出 確定電場或磁場的變化規(guī)律 正確分析各時段粒子的受力情況和運(yùn)動情況 注意在時間轉(zhuǎn)折點(diǎn)和空間轉(zhuǎn)折點(diǎn)電場或磁場及粒子的運(yùn)動速度大小和方向的變化 畫出軌跡草圖 列出與不同時間和空間對應(yīng)的方程