2024年新高考物理二輪熱點(diǎn)題型歸納：帶電粒子在組（復(fù)）合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（解析版）

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；(2)粒子在一個(gè)周期內(nèi)的平均速度大小v。qE=max1=v0th=at211B=B=t1= 子從C點(diǎn)以初速度v0水平拋出，恰好從B點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)。A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為0,l、3l,0、（0,l不計(jì)粒子重力。求：l=at23l=v0t 3lv 3lv0E=mv22tanα===3tanβ==33R=3l x=2v0t't'=或t'= 在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，足夠長(zhǎng)的薄擋板在-9C的帶正電粒子從第二象限的M點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)歷一段時(shí)間到達(dá)y軸上(1)求第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E2；求粒子從M點(diǎn)靜止釋放至到該點(diǎn)的時(shí)間t(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小的可能值。334N/C-6s；(3)B=0.16T或B=0.06TqE1xMP=mv-0xOQ=v0t1t1=0.5×10-6syOP=atE2q=mav1v1y=at1=v0tanθ44v0=t00sinθ=xOQt2=間t=2t0+t1+t2=7.1×10-6s2xOQ=0.6m<xON=1.0mOQ-Rsinθ=xONn=2，3，4，?R+Rsinθ≤xOQn=2、n=3qv1B=mB=0.16TB=0.06T5566①帶電粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用動(dòng)能定理或類(lèi)平拋的知識(shí)來(lái)處理；②帶電粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系來(lái)處理。垂直電場(chǎng)線(xiàn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)重力)垂直磁感線(xiàn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力)vx=v0，x=v0tvy=t，y=t2tanφ==t=t=T=1 1(2)質(zhì)子從P點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越y(tǒng)軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；(3)質(zhì)子第四次穿越y(tǒng)軸時(shí)的坐標(biāo)。(1)((1)根據(jù)0B=m得mvr=mv yQ=1+r=t1=t3==質(zhì)子從P點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越y(tǒng)軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=t1+t2+t3=+77v0t4=t得t4=y=、、 的平板記錄儀AC上。已知磁場(chǎng)區(qū)域半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B(方向與紙面垂直)，記錄儀AC長(zhǎng)度為(1)打在記錄板上點(diǎn)D的粒子的比荷；(3)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的波動(dòng)范圍為B±ΔB88 ≤≤r=RqU=mv2根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得qvB=mq2U =mB2R23-13+1q1U=m1vq1v1B=m1r1=1r2=1q2=q12=3m1 = =3r1r1=R則r2=3R992α=π3H打在D點(diǎn)右側(cè)與D點(diǎn)的距離為x=Rtan=R(3)若H在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B-ΔB與H在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B+ΔB時(shí)打在記錄板上同一位置，則兩粒子的軌r1=r2即q21Bq21B-ΔB=B+ΔBq1)BΔB=(2)BBΔBB ≤-ΔBB ≤-1≤(2-333(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；(3)粒子從進(jìn)入電場(chǎng)到到達(dá)y軸經(jīng)歷的總時(shí)間t；(1)E=；(2)h=atE=由qvB=mr= y=-(r+rsin45°(=-t1=tanα===tanθ=2tanα=1T==t2=Ts=2h-t3===-t=t1+t2+t3=+場(chǎng)的分界線(xiàn)，OM與x軸的負(fù)方向成45°。在x<0且OM0B=mR=4×10-3mt=又T=T=t=3.14×10-6smamh=at'2t==10-4sx=v0t=0.2m A.甲圖可通過(guò)增加回旋加速器的半徑來(lái)增大粒子的最大動(dòng)能B.乙圖可通過(guò)增加A、B兩板間的距離來(lái)增大電源qvmB=mvm=Ekm=mv=qvB=qU=BvdqvB=qE故選AB。 值調(diào)節(jié)為R0(未知)時(shí)，電路中電流達(dá)到最大值(飽和值)Im(未知)。不計(jì)離子重力，下列判斷正確的是 ()B.回路的最大電流為Im=nqabvC.滑動(dòng)變阻器的阻值R0=-ρD.發(fā)電機(jī)的最大功率P=nqBb2a2v2qvB=qE=BavU=E-IrU<Bav故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電流的微觀表達(dá)式可知Im=nqabv，故B正確；r=ρ根據(jù)閉合電路歐姆定律可得=R0+rR0=-ρP=EIm=nqBba2v2故D錯(cuò)誤。故選BC。在電磁技術(shù)中，中學(xué)階段常見(jiàn)的是帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾種模型。如：速度qvB1=qvB1=Eq其中速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、霍爾元件和電磁流量計(jì)的共同特征是粒子在儀器中只受電場(chǎng)11v=2離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是()2A.粒子帶負(fù)電A.粒子帶負(fù)電mmC.速度選擇器兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E=mv21=mv2//1m故B正確；qvB1=qEE=B1故選B。33且加速過(guò)程中忽略相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。下列說(shuō)法正確的是()A.帶電粒子加速獲得的能量來(lái)自于磁場(chǎng)qvB=mvT=vT=2πmqvB=m得v= A.保持勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0不變，調(diào)節(jié)加0=mv2v=qBv=mR==故選A。 下列關(guān)于霍爾元件說(shuō)法正確的是()A.霍爾元件前表面的電勢(shì)比后表面的高B.電壓U與元件單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n無(wú)關(guān)C.元件中通有的電流為D.每個(gè)自由電子所受洛倫茲力的大小為e=evBU=BbvI=neSvS=bdI=nedUBF= 出公式時(shí)未計(jì)及的因素(如流量計(jì)管道內(nèi)的流速并不均勻等)的影響。那么A應(yīng)該為()A.恒定常數(shù)B.管道的橫截面積C.液體的流速D.液體中單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一橫截面的電荷量qvB=qE而E=所以Q=故選B。 kBdQ=SvQ=式中的A應(yīng)該為管道的橫截面積S。 磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，選q=+2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s，O'是擋板 2=8-3NF=Eq=8×10-3NqvB=mR=0.6mvT=vl=2R=1.2mh=R+v=2.48mL=2n+1R±Rn=0,1,2,3?L= 一恒定初速度沿水平方向射入電場(chǎng)，若t=時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒，在電磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，t=時(shí)刻射入電場(chǎng)的顆粒從dc邊射出電磁場(chǎng)時(shí)到E0q=mgL=v0?，=a2a==2gv0=2gL y=T2=9y=Ly=-y=LM點(diǎn)的水平位移為x=v0?T=Ltanθ=2tanα=2×則θ=37°y3 =x4M點(diǎn)處速度的大小為v==v0M到N的過(guò)程中顆粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)根據(jù)幾何關(guān)系可知M點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)軌跡圓心的連線(xiàn)與水平方向夾角為rcos53°+L-L-x（2+(rsin53°-y)2=r211A.粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為B.射出粒子的最大動(dòng)能為mv【答案】AD-d0-d00v0加=> v0 v0d4,減速過(guò)程豎直方向的位移y2=y1d4d2,由y1+y2d2向下加速，再向下減速到豎直方向速度為零??如此反復(fù)，則最后從電場(chǎng)射出時(shí)沿電場(chǎng)方向的位移2>0區(qū)域有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球以速度v0從O點(diǎn)沿x軸正方2mg=EqE=0B0=mr=小球第一次經(jīng)過(guò)y軸與原點(diǎn)的距離為d=2r=小球第一次經(jīng)過(guò)y軸的坐標(biāo)為2Rcosθ≥R+Rsinθsin2θ+cos2θ=10≤sinθ≤33…Eq=mg0B0=m即r=L1=2rL2=2v0tcosx=n2L1+2L2+L1=8+π+n=0,1,2,3,?.=2π+2mv0. 荷為=5C/kg的帶正電的小球，從y軸上的A0,0.2m點(diǎn)以初速度v0水平向右拋出，經(jīng)過(guò)x軸上的x=v0t1y=gtt1=0.2s0=2m/svy=gt1=2m/sv=v+v=22m/sqvB=R=m(3)小球第一次在第IV象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2==0.314sa===2gt3==0.4s則小球從A點(diǎn)出發(fā)到第二次經(jīng)過(guò)y軸負(fù)半軸所用的總時(shí)間為t=t1+t2+t3=(0.2+0.314+0.4)s=0.914so=acos45ot4Δy=vsin45ot4+asin45oty=2Rcos45o+2Rsin45o+Δy=2.4m 豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1、垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1=4T；第二象限內(nèi)有平行于xOy平面且方點(diǎn)以速度v0垂直x軸進(jìn)入第一象限，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且從B點(diǎn)離開(kāi)第一象限。小球進(jìn)入第(1)第一象限內(nèi)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E1與小球初速度v0的大?。?2)第二象限內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E2的最小值和E2取最小值時(shí)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度vc；q=mgE1=40N/Cr+r2-OB2=OAr=2m0B1=v0=2m/sqE2min=mgsinθE2min=20N/Cmgcosθ=maxBC==mv-v=2axBCvC=26m/sBqv1=mgv1==26m/s則v2=26m/sB2qv1-mg=0Fvm=v1+v2=46m/s M(3.6m，3.2m)點(diǎn)，以v0=1m/s的水平速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知球在第一象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從P(2)小球由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)的時(shí)間；(3)y軸上的N點(diǎn)坐標(biāo)。qE1=mg0B=mrsinθ=xM-xPr+rcosθ=yMθ=53°r=2mB=2ΤqE2=ma水-v水2-v0cosα2=2?-a水?-xP-v水=v0cosα-att=1syN=v0sinα?t+gt2yN=5.8m①兩場(chǎng)共存，電場(chǎng)與磁場(chǎng)中滿(mǎn)足qE=qvB或重力場(chǎng)與磁場(chǎng)中滿(mǎn)足mg=qvB且兩力方向相反時(shí)，粒子做判定粒子電性。粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用洛倫茲力公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)動(dòng)規(guī)律求解，有qvB=mrω2=m=mr=ma。 點(diǎn)，小滑塊與AB段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=,BC段是半徑為R=2m的光滑圓弧，BC連線(xiàn)水平。軌道所在處有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大緣小滑塊自圖中P點(diǎn)以水平速度v0=3m/s向右拋出，剛好可以無(wú)碰撞地進(jìn)入斜面AB。已知斜面傾角θ=(2)小滑塊在C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；(3)小滑塊在軌道最低點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力。tanθ=所以P與A的水平距離為x=v0t=1.2mFN=qvBB+mgcos53°mgsin53°=FfFf=μFNvB=3m/svC=vB=3m/smgR-Rcos53°=mv-mv在D點(diǎn)FND-qvDB-mg=FND=32.5N 沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，在x>0區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。一質(zhì)量為3m、(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大?。?mg=EqE=2l=v0?tl=vy?tvy=v0則vb=v+v=2v0mvb=mv+3mvmv=mv2+?3mv2v=vb=v00FF洛=2Eqv0=gv0=gg33=2mgqL=2mgqLqT+mg-qE=m(qE-mg)L=mv2T=3qE-mg=3mg-qEy+mgy=mv-mv2成對(duì)應(yīng)的fx，fyfx=qBvyfy=qBvx-t=0-mv即qBL=mvt+mgt-qEt=0即qBx-mgt=0得 gt g4坐標(biāo)分別為(-L,L)與(L,0)。y>0的區(qū)域內(nèi)有沿4(1)第二象限內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B