第十一章物理

大一輪復(fù)習(xí)磁場(chǎng)第63課時(shí)專(zhuān)題強(qiáng)化：帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在交變電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)要求1.了解疊加場(chǎng)的特點(diǎn)，會(huì)處理帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。2.掌握帶電粒子在交變電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的解題思路和處理方法。內(nèi)容索引考點(diǎn)一帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)二帶電粒子在交變電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)精練1.疊加場(chǎng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)共存，或其中某兩場(chǎng)共存。2.帶電粒子在疊加場(chǎng)中常見(jiàn)的幾種運(yùn)動(dòng)形式帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)一運(yùn)動(dòng)性質(zhì)受力特點(diǎn)方法規(guī)律勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)粒子所受合力為0平衡條件勻速圓周運(yùn)動(dòng)除洛倫茲力外，另外兩力的合力為零：qE＝mg牛頓第二定律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律較復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)除洛倫茲力外，其他力的合力既不為零，也不與洛倫茲力等大反向動(dòng)能定理、能量守恒定律

(2024·山東青島市期中)如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，其第一象限存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里。一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的微粒從原點(diǎn)出發(fā)，以某一初速度沿與x軸正方向的夾角為45°的方向進(jìn)入疊加場(chǎng)中，正好做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到A(l，l)時(shí)，電場(chǎng)方向突然變?yōu)樨Q例1直向上(不計(jì)電場(chǎng)變化的時(shí)間)，微粒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，正好垂直于y軸穿出疊加場(chǎng)。不計(jì)一切阻力，重力加速度為g，求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?/p>

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?/p>

(3)微粒在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

返回帶電粒子在交變電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)二解決帶電粒子在交變電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路先讀圖看清并且明白場(chǎng)的變化情況受力分析分析粒子在不同的變化場(chǎng)區(qū)的受力情況過(guò)程分析分析粒子在不同時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況找銜接點(diǎn)找出銜接相鄰兩過(guò)程的物理量選規(guī)律聯(lián)立不同階段的方程求解

例2板方向的分速度不變，垂直板方向的分速度大小不變、方向相反，不計(jì)碰撞的時(shí)間及磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的影響。求：(1)粒子第一次到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速率；

(2)圖中B2的大小；答案2B0

(3)金屬板a和b間的距離d。

(2024·山東濰坊市檢測(cè))如圖甲所示的空間中存在隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直xOy平面向里為正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度E沿x軸正方向?yàn)檎较?，B隨時(shí)間t的變化規(guī)律和E隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙。t＝0例3

(1)求粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T；答案2t0

(2)求t＝t0時(shí)，粒子的位置坐標(biāo)(x1，y1)；

(3)在0~2t0內(nèi)，若粒子的最大速度是2v0，求E0與B0的比值。

返回課時(shí)精練對(duì)一對(duì)題號(hào)12345答案CBCD(1)

(2)(n＝1，2，3…)ABD題號(hào)67答案(1)(0.4m，0)

(0，0.4m)

(2)(6＋π)s

(3)0.16JABD答案1234567

1234567答案√基礎(chǔ)落實(shí)練1234567答案

1234567答案2.(多選)如圖所示，在豎直平面內(nèi)的虛線(xiàn)下方分布著互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10N/C，方向水平向左；磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2T，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)將一質(zhì)量為0.2kg、電荷量為＋0.5C的小球，從該區(qū)域上方的某點(diǎn)A以某一初速度水平拋出，小球進(jìn)入虛線(xiàn)下方后恰好做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的是A.小球平拋的初速度大小為5m/sB.小球平拋的初速度大小為2m/sC.A點(diǎn)距該區(qū)域上邊界的高度為1.25mD.A點(diǎn)距該區(qū)域上邊界的高度為2.5m√√1234567答案小球受豎直向下的重力與水平向左的靜電力作用，小球進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，小球受力如圖所示，小球做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則qvBcos

θ＝mg，小球的速度vcos

θ＝v0，代入數(shù)據(jù)解得v0＝2

m/s，故A錯(cuò)誤，B正確；

1234567答案

√1234567答案小球做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明小球受力平衡，小球所受重力方向豎直向下，若小球帶正電，所受靜電力方向水平向左，所受洛倫茲力方向垂直AC斜向上，小球受力可能平衡，則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里，若小球帶負(fù)電，所受靜電力方向水平向右，無(wú)論小球所受洛倫茲力方向垂直AC斜向左下還是右上，小球受力都不能平衡，A、B錯(cuò)誤；1234567答案

1234567答案4.如圖甲所示，M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個(gè)小孔O、O'正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示(設(shè)垂直于紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?。有一群正離子在t＝0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng)。已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T(mén)0，不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)離子所受重力及離子間的相互作用力。求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小。

1234567答案

1234567答案(2)要使正離子從O'垂直于N板射出磁場(chǎng)，正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0的可能值。

1234567答案

1234567答案5.(多選)如圖甲所示的平行金屬極板M、N之間存在交替出現(xiàn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，取垂直紙面向外為磁場(chǎng)正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t周期性變化的規(guī)律如圖乙所示，取垂直極板向上為電場(chǎng)正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t周期性變化的規(guī)律如圖丙所示。t＝0.5t0時(shí)，一不計(jì)重力、帶正電的粒子從極板左端以速度v沿板間中線(xiàn)平行極板射入板間，最終平行于極板中線(xiàn)射出，已知粒子在t＝1.5t0時(shí)速度為零，且整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未與兩極板接觸，能力綜合練1234567答案

√√√1234567答案

1234567答案粒子一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)＝2.5t0－0.5t0＝2t0，故粒子射出極板的時(shí)刻可能為t＝0.5t0＋nT＝(0.5＋2n)t0(n＝1，2，3…)，當(dāng)n＝1時(shí)t＝0.5t0＋T＝2.5t0，故A正確；

1234567答案

1234567答案6.(2025·山東濟(jì)寧市檢測(cè))直角坐標(biāo)系xOy所在豎直平面內(nèi)分布著電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第一、二象限中電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿y軸正方向，第三、四象限中電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向；第一、四象限還分布著垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為0.02kg、帶正電的微粒自坐標(biāo)為(0，－0.4m)的A點(diǎn)出發(fā)，與y軸成45°角以2m/s的速度射入第四象限，并能在第四象限內(nèi)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度g取10m/s2。求：(1)微粒第一次通過(guò)x軸時(shí)的坐標(biāo)和微粒第一次通過(guò)y軸時(shí)的坐標(biāo)；答案(0.4m，0)

(0，0.4m)1234567答案

1234567答案(2)微粒運(yùn)動(dòng)軌跡與初速度方向所在的直線(xiàn)第一次相交時(shí)所需要的時(shí)間；

1234567答案

1234567答案

1234567答案(3)微粒從射出到第(2)問(wèn)所說(shuō)的時(shí)刻動(dòng)能的