适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理二轮总复习专题3电场与磁场第3讲带电粒子在复合场中的运动课件

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1.(2022全国甲卷)空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是(　　)
解析 因为在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向,所以在坐标原点O静止的带正电粒子在静电力作用下会向y轴正方向运动;磁场方向垂直于纸面向里,根据左手定则,可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力,故带电粒子向x轴负方向偏转,可知选项A、C错误。粒子运动的过程中,静电力对带电粒子做功,粒子速度大小发生变化,粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直;由于匀强电场方向沿y轴正方向,故x轴为匀强电场的等势面,从开始到带电粒子再次运动到x轴,静电力做功为0,洛伦兹力不做功,故带电粒子再次回到x轴时速度为0,随后受静电力作用再次进入第二象限重复向左偏转,故B正确,D错误。
2.(多选)(2022广东卷)如图所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上,下列说法正确的有(　　)A.电子从N到P,静电力做正功B.N点的电势高于P点的电势C.电子从M到N,洛伦兹力不做功D.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力
解析 在电场中,沿着电场线的方向电势逐渐降低,则N点的电势高于P点的电势,根据电势能的公式Ep=qφ可知,电子在N点的电势能低于在P点的电势能,结合功能关系可知,电子从N到P的过程中,静电力做负功,故A错误,B正确。电子受到的洛伦兹力始终与速度垂直,因此洛伦兹力不做功,故C正确。电子在M点由静止释放,速度(动能)为0,故只受到向左的静电力;从M点到P点的过程中,只有静电力做功,所以电子的电势能和动能之和保持不变,因为P点和M点在同一等势面上,电子的电势能相等,所以电子到达P点时的动能与M点相等,均为0,即速度为0,所以电子在P点也是只受到向左的静电力。即电子在M点所受的合力与在P点所受的合力相等,故D错误。
3.(2023湖南卷)如图所示,真空中有区域Ⅰ和Ⅱ,区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上,AO与GF垂直,且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中,只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1,区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2,则粒子从CF的中点射出,它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0。
若改变电场或磁场强弱,能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t,不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,下列说法正确的是(　　)A.若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1,则t>t0B.若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E,则t>t0
4.(2023江苏卷)霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。Oxy平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入射。入射速度为v0时,电子沿x轴做直线运动;入射速度小于v0时,电子的运动轨迹如图中的虚线所示,且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用。(1)求电场强度的大小E;
解析 (1)当电子以速度v0沿x轴正方向射入时,电子沿x轴做直线运动,故eE=ev0B解得E=v0B。
(3)当电子速度v