20xx屆新高考二輪復(fù)習(xí)-專題三第2講-帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-學(xué)案-全文預(yù)覽
【正文】 方向的夾角θ＝45176。角射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)D．與y軸正方向成90176。＝at2而電場(chǎng)力提供加速度有qE＝ma聯(lián)立各式解得粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度v1＝；(3)因?yàn)榱Ｗ釉陔妶?chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，粒子穿過(guò)電場(chǎng)前后動(dòng)量變化量大小為mv0，即在電場(chǎng)方向上速度變化為v0，過(guò)C點(diǎn)做AC垂線會(huì)與圓周交于B點(diǎn)，故由題意可知粒子會(huì)從C點(diǎn)或B點(diǎn)射出．當(dāng)從B點(diǎn)射出時(shí)由幾何關(guān)系有xBC＝R＝v2t2xAC＝R＝at電場(chǎng)力提供加速度有qE＝ma聯(lián)立解得v2＝；當(dāng)粒子從C點(diǎn)射出時(shí)初速度為0.規(guī)律總結(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)做好兩個(gè)方向的分析在垂直電場(chǎng)方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)方向上找出平行板的板長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間等相關(guān)物理量；沿電場(chǎng)力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)方向上找出偏轉(zhuǎn)加速度、偏轉(zhuǎn)位移、偏轉(zhuǎn)速度等相關(guān)物理量．在垂直電場(chǎng)方向上有t＝，沿電場(chǎng)力方向上有y＝at2或vy＝at，a＝，聯(lián)立方程可求解．考點(diǎn)二 帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng), 考向1 帶電粒子在單(雙)直線邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．(多選)(2020山東臨沂三模)在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有兩個(gè)質(zhì)量相等、帶異種電荷的小球A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn))處在同一水平面上．現(xiàn)將兩球以相同的水平速度v0向右拋出，最后落到水平地面上，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，兩球之間的靜電力和空氣阻力均不考慮，則( AD )A．A球帶正電，B球帶負(fù)電B．A球比B球先落地C．在下落過(guò)程中，A球的電勢(shì)能減少，B球的電勢(shì)能增加D．兩球從拋出到各自落地的過(guò)程中，A球的動(dòng)能變化量比B球的小【解析】 兩球在水平方向都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由x＝v0t，v0相同，知A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比B的長(zhǎng)，豎直方向上，由h＝at2，h相等，可知A的加速度比B的小，則A的合力比B的小，所以A的電場(chǎng)力向上，帶正電，B的電場(chǎng)力向下，帶負(fù)電，故A正確．A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比B的長(zhǎng)，則B球比A球先落地，故B錯(cuò)誤．A的電場(chǎng)力向上，電場(chǎng)力對(duì)A球做負(fù)功，A球的電勢(shì)能增加；B的電場(chǎng)力向下，電場(chǎng)力對(duì)B球做正功，B球的電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤．A的合力比B的小，則A的合力做功較少，由動(dòng)能定理知A球的動(dòng)能變化小，故D正確．6.(2020山東煙臺(tái)4月模擬)如圖所示，虛線空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一電荷量為q＝＋10－5C的帶電粒子，從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U＝100 V的電場(chǎng)加速后，垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)方向以v0＝104 m/s的速度進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，從虛線MN上的某點(diǎn)b(圖中未畫出)離開(kāi)勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)速度與電場(chǎng)方向成45176。第2講 帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考情速覽巧突破 考點(diǎn)一 帶電粒子(體)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 考向1 帶電粒子在電場(chǎng)中的加(減)速〔考向預(yù)測(cè)〕1．(2020浙江杭州模擬)如圖為一有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樗椒较?虛線為電場(chǎng)線)，一帶負(fù)電微粒以某一角度θ從電場(chǎng)的a點(diǎn)斜向上方射入，沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，則可知( D )A．電場(chǎng)中a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)B．微粒在a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和與在b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和相等C．微粒在a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，在a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能D．微粒在a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，在a點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能【解析】 微粒沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，則微粒所受的合力與速度在同一直線上，重力豎直向下，則受到的電場(chǎng)力方向水平向左，電場(chǎng)方向水平向右，則a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒，微粒的重力勢(shì)能、動(dòng)能、電勢(shì)能總量不變，從a點(diǎn)到b點(diǎn)，微粒重力勢(shì)能增大，則動(dòng)能與電勢(shì)能之和減小，故B錯(cuò)誤；微粒從a到b，電場(chǎng)力做負(fù)功，重力做負(fù)功，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，C錯(cuò)誤，D正確．規(guī)律總結(jié)求解帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)的技巧要注意分析帶電粒子是做勻速運(yùn)動(dòng)還是勻變速運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題常以平衡條件F合＝0作為突破口進(jìn)行求解，勻變速運(yùn)動(dòng)根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，合力一定和速度在一條直線上，然后運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)或能量觀點(diǎn)求解．(1)運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)時(shí)，先分析帶電粒子的受力情況，根據(jù)F合＝ma得出加速度，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程可得出所求物理量．(2)運(yùn)用能量觀點(diǎn)時(shí)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若不計(jì)重力，電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做的功等于粒子動(dòng)能的變化量；若考慮重力，則合力對(duì)帶電粒子做的功等于粒子動(dòng)能的變化量． 考向2 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)〔考向預(yù)測(cè)〕3．如圖所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出．現(xiàn)在使電子入射速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，而電子仍從原位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板的間距應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的( C )A．2倍 B．4倍C． D．【解析】 電子在兩極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向l＝v0t，t＝，豎直方向d＝at2＝，故d2＝，即d∝，故C正確．4．(多選)如圖所示，在豎直平面內(nèi)，正方形ABCD區(qū)域內(nèi)有平行于AB邊的勻強(qiáng)電場(chǎng)，E、F、H是對(duì)應(yīng)邊的中點(diǎn)，P點(diǎn)是EH的中點(diǎn)．一個(gè)帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)從F點(diǎn)沿FH方向射入電場(chǎng)后恰好從C點(diǎn)射出．以下說(shuō)法正確的是( BC )A．勻強(qiáng)電場(chǎng)中B點(diǎn)的電勢(shì)比D點(diǎn)低B．粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)PE之間某點(diǎn)C．若將粒子的初速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，粒子恰好由E點(diǎn)從BC邊射出D．若增大粒子的初速度可使粒子垂直穿過(guò)EH【解析】 帶負(fù)電的粒子向下偏轉(zhuǎn)，因此電場(chǎng)方向應(yīng)豎直向上，B點(diǎn)的電勢(shì)應(yīng)高于D點(diǎn)，A錯(cuò)誤；粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，過(guò)C點(diǎn)作速度的反向延長(zhǎng)線過(guò)FH的中點(diǎn)，也必過(guò)P點(diǎn)，因此運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)該過(guò)PE之間的某點(diǎn)，B正確；粒子的初速度減小到原來(lái)的一半，將從BC邊出射，由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，豎直方向位移相等，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，水平位移將變?yōu)樵瓉?lái)的一半，因此從E點(diǎn)射出，C正確；從C點(diǎn)射出的粒子，反向延長(zhǎng)線過(guò)FH的中點(diǎn)O，OC垂直于EH；增大粒子速度，粒子從HC邊射出，速度偏角必然減小，其反向延長(zhǎng)線不可能再垂直于EH，因此粒子經(jīng)過(guò)EH但不可能垂直于EH，D錯(cuò)誤．5．(多選)(2020＝v1ty＝R＋Rcos 60176。角發(fā)射的粒子恰好垂直于磁場(chǎng)右邊界射出．不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用力，關(guān)于這些粒子的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( AC )A．粒子的速度大小為B．粒子的速度大小為C．與y軸正方向成120176。天津高考真題)如圖所示，在Oxy平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一帶電粒子從y軸上的M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與y軸正方向的夾角θ＝45176。時(shí)r＝dr＋rsin θ＝d得r＝當(dāng)θ＝90176。△OCA區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子，從坐標(biāo)原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，不計(jì)重力．(1)若粒子沿＋y方向射入磁場(chǎng)，問(wèn)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間是多少？此時(shí)初速度應(yīng)滿足什么條件？(2)大量初速度大小為v＝的粒子以不同的方向射入第一象限，求從
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