2022年高考物理專題復習講義：專題三第2課時電場和磁場中的曲線運動

第2課時電場和磁場中的曲線運動粒子垂直進入勻強電場，將會與速度方向不共線，因此是勻場方向的勻加速直E，其加速度的大小可以表示為a＝qEE，其加速度的大小可以表示為a＝qE．其半徑＝qB，周期T＝＝qB，周期T＝qB.平拋運，分析運動過程中轉(zhuǎn)折運動的知識解決問題.題型1帶電粒子在電場中的曲線運動問題A．帶電粒子在P圖1解析根據(jù)牛頓第二定律可得ma＝qE，又根據(jù)電場線的疏密程度RQaRaQD錯誤；由于相互轉(zhuǎn)化，則帶電粒子的動能與電勢能之和不變，故C錯誤；根則R點處電場的方向應該向左，根據(jù)等勢面與電場線的關系可得答案A學中一樣，其入，打在B極板上的N點，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過上下移動A板來改變兩極板AB間距(兩極板仍平行)，則下列說法正確的是()A．若小球帶正電，當AB間距增大時，小球打在N的右側B．若小球帶正電，當AB間距減小時，小球打在N的左側CAB減小時，小球可能打在N的右側D電，當AB間距增大時，小球可能打在N的左側答案BC解析若小球帶正電，當AB間距增大時，由于二極管的單向?qū)щ娤蛳碌碾妶隽υ龃螅蛳碌募铀俣仍龃?，小球打在N的左側，選AB小球所受向題型2帶電體在電場中的曲線運動問題例2如圖3所示，粗糙水平桌面AM的右側連接有一豎直放置、半徑R＝0.3m的光滑半圓軌道MNP，桌面與軌道相切于M點．在ON空間有水平向右的勻強電場．現(xiàn)從A點由靜A．物塊經(jīng)過M點時的速率為3m/sB．物塊經(jīng)過半圓軌道MN的中點時對軌道的壓力為42NCMP減小2解析物塊恰好通過P點，則在P點有mg＝m，物塊從M到P2RmgRmvmvvMms解得壓力大小為N′＝16N，選項B錯誤；物塊由M向N運動的過程中速率先增大后減小，選項C錯誤；物塊從A到M由動能定答案D2．帶電體在電場中做曲線運動(主要是類平拋、圓周運動)的分析如圖4所示，有一帶正電小球，從豎直面上的A點正上在豎直平面所在的空間上加一個豎直向上的勻強電場后，仍從O點以相同的初速度平拋該帶電小球，小球落地點為C點，測得AC4q得s＝v0s＝v0t1h＝2hg加上電場后平拋時，水平方向2s＝v0t2豎直方向h＝豎直方向的加速度a＝(mg－Eq)/m4q題型3帶電粒子在磁場中的圓周運動問題q，且速率為3v0，求它打到感光板上時速(3)若粒子以速率v0從P點以任意角射入，試證明它離開磁場后審題突破粒子射入磁場的方向如何？這種情況下有什么規(guī)解析(1)設帶電粒子進入磁場中做勻速圓周運動的軌跡半徑為r第二定律得分)分)心π(3分)由幾何關系可知∠PO2O＝∠OO2A＝30°(2分)所以帶電粒子離開磁場時偏轉(zhuǎn)角為60°為(2分)(3)由(1)知，當帶電粒子以v0射入時，粒子在磁場中的運動軌跡半(2分)S向與O3S垂直，因此，帶電粒子射出磁場時的方(3分)答案(1)2(2)v0(3)見解析如圖6所示，中軸線PQ將矩形區(qū)域MNDC分成上、下面向里的勻強磁場，磁感應強度皆為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q解析(1)設該粒子恰不從MN邊射出磁場時的軌跡半徑為r，由幾22在PQ方向前進的位移為軌跡半徑r的3倍設粒子進入磁場后第n次經(jīng)過PQ線時恰好到達Q點有n×3r＝8an所能取的最小自然數(shù)為5粒子做圓周運動的周期為TPQ分界線一次用去的時間為tmin＝5t＝可調(diào)的電源上．兩板之間的右側長度為3d的區(qū)域存在方向垂直紙水平方向向右做勻速直線運(1)墨滴在未進入磁場前的左側區(qū)域恰能沿水平方向向右做勻速①(2分)②(2分)(2)墨滴進入電場、磁場共存區(qū)域后，重力與電場力平衡，洛倫茲qvB＝mv2R③(2分)22④(2分)聯(lián)立②③④解得vv分)則有R＝(3d)2＋(R2－d)2⑤解得R2＝5d⑥(2分)聯(lián)立②③⑥解得分)率應該滿足<v<<v<2UU分)在如圖8甲所示的空間里，存在方向水平垂直紙面向里T負電、質(zhì)量為m的微粒從斜面上的A點由靜止開始沿斜面運動，到C點后，做一次完整的圓周運動，在t＝T時刻回到C點，再繼續(xù)沿斜面運動到t＝13t0時刻．在運動過程中微粒電荷量不變，重(2)求微粒在A、C間運動的加速度a的大小和運動到C點時的速(3)求0~2T時間內(nèi)微粒經(jīng)過的路程．解析(1)由題給微粒在0~T時間內(nèi)的運動情況可知，在0~t0時間內(nèi)微粒沿斜面運動，在這之后的Δt2＝T－t0＝11t0時間內(nèi)做勻速由qE0＝mg，解得q＝g0(2)微粒在A、C間運動時(qE0＋mg)sin30＝°ma解得a＝g微粒運動到C點時的速度大小v1＝at0＝gt0(3)設t0~T時間內(nèi)做圓周運動的周長為s1在12t0~13t0時間內(nèi)沿斜面做勻加速直線運動，在t＝13t0時刻速度大小為v2vat＝2gt0設13t0~2T時間內(nèi)做圓周運動的周長為s20~2T時間內(nèi)做勻加速直線運動的時間為2t0，經(jīng)過的路程為s3，0~2T時間內(nèi)微粒經(jīng)過的總路程s＝s1＋s2＋s3＝35gt沿虛線所示的軌跡運動到b點，如圖1所示，可以判斷該()圖1A．在a點的加速度比b點大B．在a點的電勢能比b點小C．在a點的電勢比b點小D．在a點的動能比b點小答案D粒子在a點的加速度比在b點時小，選項A錯誤；做曲線運動的能減小，故粒子在a點的電勢能比在b點時大，選項B錯誤；ab勢，選項C錯誤；答案BD電小球套于其上，由靜止開始從軌道P端滑下．已知重力加速度為g，電場力等于重力．當小球到達軌道Q端時()A．小球的速率為6ghB．小球的速率為2ghD．小球在水平方向的速度大小為2gh答案At＝2ght·，解得x＝2h，小球運動到Q端時的合速度方向與水平方向的夾角為45°，當帶電小球沿桿下滑時，對于全過程根據(jù)動能與小球平拋時合速度的方向相同，小球沿桿運動到Q端時的速度與水平方向的夾角也為45°，將其分解，小球的水平方向的速度大由x軸上的P點以不同初速度平行于y軸射入此磁場，其出射方向如圖所示，不計重力影響，則()答案ADmv解析由R＝qB可知，速度越大，粒子在磁場中做圓周運動的半個電荷量、質(zhì)量均相同的正、負粒子(不計重力)，從邊界上的O負粒子在磁場中()A．運動軌跡的半徑相同D．重新回到邊界時與O點的距離相等答案ACD解析洛倫茲力充當帶電粒子做圓周運動的22動的軌道半徑相同，選項A正確；根據(jù)qvBT，兩時間并不相同，選項B錯誤；正、負帶電粒子的運動軌跡如方向是相同的，選項C正確；兩粒子重新回到邊界時與O點的距PP經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應強度大小()答案BCD解析磷離子P＋和P3＋的質(zhì)量相等設為m，P＋的電荷量設為q，則7．在光滑水平面上，有一質(zhì)量m＝1.0×10－3kg、電量q＝1.0×10－OO場強大小E＝2.0×106V/m的勻強電場，使小球開始運動．經(jīng)過一段時間后，所加勻強電場再突然變?yōu)檠貀軸正方向，場強大小答案見解析a＝ms小球沿x軸方向移動的距離x1＝at2度大小為vx的勻速直線運動，在y軸正方向做初速度為零的勻加x的距離y的距離x＝vxT＋x1＝0.30mvx＝0.20m/s(2)到P點時小球在x方向的分速度仍為vx，在y方向的分速度vy＝aT＝0.20m/sv＝v＋v≈0.28m/s，此時運動方向與x軸成45°角直紙面向外．一束質(zhì)量為m、電量為q的帶正電MN勻強磁場，粒子的速度大小不周期，其半徑r1＝h22(2)粒子從M點射出，其運動軌跡如圖所示，設△MQO1中222πm周期T＝Bq7π7πB的勻強磁場．帶電量為＋q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開始從正極板勻速圓周運動．忽略重(2)粒子從電場射出時速度v的大??；R.mqUd解析(1)勻強電場的場強E＝dm＝RRqBRqBBq水平向左的勻強電場中，電場強度E＝4×103V/m，在水平軌道的末端N處，連接一個光滑的半圓形軌道，半徑為R＝40cm，圖10(1)若小物塊恰好能夠運動到軌道的最高點L，那么小物塊應該從(3)同位置釋放，當小物塊運動到N點時，突然撤去電場，撤去電場的同時，加一勻強磁場，磁感應強度B＝2T，方向垂直紙面向答案(1