第十一章物理

大一輪復(fù)習(xí)磁場第63課時專題強(qiáng)化：帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動帶電粒子在交變電、磁場中的運(yùn)動目標(biāo)要求1.了解疊加場的特點(diǎn)，會處理帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題。2.掌握帶電粒子在交變電、磁場中運(yùn)動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中的運(yùn)動考點(diǎn)二帶電粒子在交變電、磁場中的運(yùn)動課時精練1.疊加場電場、磁場、重力場共存，或其中某兩場共存。2.帶電粒子在疊加場中常見的幾種運(yùn)動形式帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動考點(diǎn)一運(yùn)動性質(zhì)受力特點(diǎn)方法規(guī)律勻速直線運(yùn)動粒子所受合力為0平衡條件勻速圓周運(yùn)動除洛倫茲力外，另外兩力的合力為零：qE＝mg牛頓第二定律、圓周運(yùn)動的規(guī)律較復(fù)雜的曲線運(yùn)動除洛倫茲力外，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)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(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)入疊加場中，正好做直線運(yùn)動，當(dāng)微粒運(yùn)動到A(l，l)時，電場方向突然變?yōu)樨Q例1直向上(不計電場變化的時間)，微粒繼續(xù)運(yùn)動一段時間后，正好垂直于y軸穿出疊加場。不計一切阻力，重力加速度為g，求：(1)電場強(qiáng)度E的大?。?/p>

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；

(3)微粒在疊加場中的運(yùn)動時間。

返回帶電粒子在交變電、磁場中的運(yùn)動考點(diǎn)二解決帶電粒子在交變電、磁場中的運(yùn)動問題的基本思路先讀圖看清并且明白場的變化情況受力分析分析粒子在不同的變化場區(qū)的受力情況過程分析分析粒子在不同時間段內(nèi)的運(yùn)動情況找銜接點(diǎn)找出銜接相鄰兩過程的物理量選規(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，不計碰撞的時間及磁場變化產(chǎn)生的影響。求：(1)粒子第一次到達(dá)O點(diǎn)時的速率；

(2)圖中B2的大?。淮鸢?B0

(3)金屬板a和b間的距離d。

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

(1)求粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期T；答案2t0

(2)求t＝t0時，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。

返回課時精練對一對題號12345答案CBCD(1)

(2)(n＝1，2，3…)ABD題號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)落實練1234567答案

1234567答案2.(多選)如圖所示，在豎直平面內(nèi)的虛線下方分布著互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場的電場強(qiáng)度大小為10N/C，方向水平向左；磁場的磁感應(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)入虛線下方后恰好做直線運(yùn)動。已知重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是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)入電磁場區(qū)域做直線運(yùn)動，小球受力如圖所示，小球做直線運(yùn)動，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錯誤，B正確；

1234567答案

√1234567答案小球做直線運(yùn)動，說明小球受力平衡，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，兩板中央各有一個小孔O、O'正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化如圖乙所示(設(shè)垂直于紙面向里的磁場方向為正方向)。有一群正離子在t＝0時垂直于M板從小孔O射入磁場。已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計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，正離子射入磁場時的速度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)磁場和勻強(qiáng)電場，取垂直紙面向外為磁場正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間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正方向，電場強(qiáng)度E隨時間t周期性變化的規(guī)律如圖丙所示。t＝0.5t0時，一不計重力、帶正電的粒子從極板左端以速度v沿板間中線平行極板射入板間，最終平行于極板中線射出，已知粒子在t＝1.5t0時速度為零，且整個運(yùn)動過程中始終未與兩極板接觸，能力綜合練1234567答案

√√√1234567答案

1234567答案粒子一個運(yùn)動周期為T＝2.5t0－0.5t0＝2t0，故粒子射出極板的時刻可能為t＝0.5t0＋nT＝(0.5＋2n)t0(n＝1，2，3…)，當(dāng)n＝1時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)直角坐標(biāo)系xOy所在豎直平面內(nèi)分布著電場強(qiáng)度大小相等的勻強(qiáng)電場，第一、二象限中電場強(qiáng)度方向沿y軸正方向，第三、四象限中電場強(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。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)做勻速直線運(yùn)動，已知重力加速度g取10m/s2。求：(1)微粒第一次通過x軸時的坐標(biāo)和微粒第一次通過y軸時的坐標(biāo)；答案(0.4m，0)

(0，0.4m)1234567答案

1234567答案(2)微粒運(yùn)動軌跡與初速度方向所在的直線第一次相交時所需要的時間；

1234567答案

1234567答案

1234567答案(3)微粒從射出到第(2)問所說的時刻動能的