帶電粒子在組合場中的運動+導(dǎo)學(xué)案 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

高二物理導(dǎo)學(xué)案選擇性必修第二冊第一章安培力與洛倫茲力專題強(qiáng)化六帶電粒子在組合場中的運動班級：姓名：學(xué)號：[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.進(jìn)一步掌握帶電粒子在電場、磁場中運動的特點及分析方法.2.掌握帶電粒子在組合場中運動問題的分析方法，會根據(jù)電場知識和磁場知識分析帶電粒子在組合場中的運動規(guī)律．【知識點撥】解決帶電粒子在組合場中的運動所需知識2．“電偏轉(zhuǎn)”與“磁偏轉(zhuǎn)”的比較電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)條件運動軌跡求解方法一、由電場進(jìn)入磁場例1一帶負(fù)電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，空間中一平行板電容器兩極板S1、S2間的電壓為U.將此粒子在靠近極板S1的A處無初速度釋放，經(jīng)電場加速后，經(jīng)O點進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(右邊界平行于S2)，圖中虛線Ox垂直于極板S2，當(dāng)粒子從P點離開磁場時，其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°，如圖所示，整個裝置處于真空中，不計粒子所受重力，則()A．極板S1帶正電B．粒子到達(dá)O點的速度大小為eq\r(\f(2qU,m))C．此粒子在磁場中運動的時間t＝eq\f(πm,6qB)D．若改變右側(cè)磁場(左邊界位置不變)寬度，使粒子經(jīng)過O點后恰好不能從右側(cè)離開該有界磁場，則該有界磁場區(qū)域的寬度d＝eq\r(\f(Um,qB2))例2如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強(qiáng)磁場，磁場圓心在M(L,0)點，磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向外．一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q(－2L，－L)點以速度v0沿x軸正方向射入電場，恰好從坐標(biāo)原點O進(jìn)入磁場，從P(2L,0)點射出磁場，不計粒子重力，求：(1)電場強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；(2)粒子在磁場與電場中運動時間的比值．二、由磁場進(jìn)入電場例3如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)電場E，虛線圓的圓心O1在x軸上，半徑為R且過坐標(biāo)原點O，圓內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B(圖中未畫出)．一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的正粒子從圓上P點正對圓心O1以速度v0射入磁場，從坐標(biāo)原點O離開磁場，接著又恰好經(jīng)過第一象限的Q(a，b)點，已知PO1與x軸負(fù)方向成θ角，不計粒子重力，求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E及勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)粒子從P運動到Q的時間．三、多次進(jìn)出電場和磁場例4如圖所示的xOy坐標(biāo)系，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向如圖所示．現(xiàn)有一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子在該平面內(nèi)從x軸上的P點，以垂直于x軸的初速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場，恰好經(jīng)過y軸上的Q點且與y軸成45°角射出電場，再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進(jìn)入第四象限的磁場．已知O、P之間的距離為d，不計粒子的重力．求：(1)O點到Q點的距離；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(3)帶電粒子自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸所用的時間．專題強(qiáng)化六帶電粒子在組合場中的運動班級：姓名：學(xué)號：1．(2020·全國卷Ⅱ)CT掃描是計算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，CT掃描機(jī)可用于對多種病情的探測．圖(a)是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖(b)所示．圖(b)中M、N之間有一電子束的加速電場，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進(jìn)，打到靶上，產(chǎn)生X射線(如圖中帶箭頭的虛線所示)；將電子束打到靶上的點記為P點，則()A．M處的電勢高于N處的電勢B．增大M、N之間的加速電壓可使P點左移C．偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于紙面向外D．增大偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點左移2.(2021·邢臺市高二期末)如圖所示，靜止的離子A＋和A3＋，經(jīng)電壓為U的勻強(qiáng)電場加速后進(jìn)入方向垂直紙面向里的一定寬度的勻強(qiáng)磁場B中．已知離子A＋在磁場中轉(zhuǎn)過θ＝30°后從磁場右邊界射出．在電場和磁場中運動時，離子A＋和A3＋()A．在電場中的加速度之比為1∶1B．在磁場中運動的半徑之比為3∶1C．在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1∶2D．離開電場時的動能之比為1∶23.如圖所示的區(qū)域中，OM左邊為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，右邊是一個電場強(qiáng)度大小未知的勻強(qiáng)電場，其方向平行于OM，且垂直于磁場方向．一個質(zhì)量為m、電荷量為－q(q>0)的帶電粒子從小孔P以初速度v0沿垂直于磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，初速度方向與邊界線的夾角θ＝60°，粒子恰好從小孔C垂直于OC射入勻強(qiáng)電場，最后打在Q點，已知OC＝L，OQ＝2L，不計粒子的重力，求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)電場強(qiáng)度E的大?。?．(2022·鹽城市第一中學(xué)高二階段練習(xí))如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第Ⅰ象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅳ象限有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正粒子(不計重力)從坐標(biāo)為[(2＋eq\r(3))L，eq\r(3)L]的P點以初速度v0沿x軸負(fù)方向開始運動，接著進(jìn)入磁場后由坐標(biāo)原點O射出，射出時速度方向與x軸負(fù)方向夾角為60°，不計重力，求：(1)粒子從O點射出時的速度大小v；(2)電場強(qiáng)度E的大??；(3)粒子從P點運動到O點所用的時間．5．(2021·南京市聯(lián)考)如圖所示，在矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場，在BC右側(cè)Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，L1、L2、L3是磁場的邊界(BC與L1重合)，寬度相同，方向如圖所示，區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1.一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子(重力不計)從AD邊中點以初速度v0沿水平向右方向進(jìn)入電場，粒子恰好從B點進(jìn)入磁場，經(jīng)區(qū)域Ⅰ后又恰好從與B點同一水平高度處進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ.已知AB長度是BC長度的eq\r(3)倍．(1)求帶電粒子到達(dá)B點時的速度大小；(2)求區(qū)域Ⅰ磁場的寬度L；(3)要使帶電粒子在整個磁場中運動的時間最長，求區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的最小值．6.(2021·連云港市高二期末)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中的第一象限內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向外的有界矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出)．一粒子源固定在x軸上坐標(biāo)為(L,0)的A點，粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v0的電子，電子通過y軸上的C點時速度方向與y軸正