12-专题三 电场和磁场-微专题五 带电粒子在叠加场中的运动-2025年高考物理二轮复习课件（含讲义）

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角度1 带电粒子在叠加场中的运动
角度2 带电粒子在叠加场中的科技应用
角度3 叠加场中的空间立体问题
磁场，极板间便产生电压.不计重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
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]在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向,故在坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向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,故粒子向x轴负方向偏转,A、C错误;
运动的过程中电场力对粒子做功,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,由于匀强电场方向是沿y轴正方向,故x轴为匀强电场的等势线,从粒子开始运动到再次运动到x轴过程中,电场力做功为0,洛伦兹力不做功,故带电粒子再次回到x轴时的速度为0,随后受电场力作用再次进入第二象限重复上述过程,故B正确,D错误.
3.水平地面上方足够大区域内有沿水平方向、相互垂直的匀强电场和匀强磁场.如图所示,纸面为该区域内的某一竖直平面,磁场垂直纸面向里,电场强度大小为E,方向水平向左.绝缘细线一端固定在该竖直平面内的O点,另一端悬挂一质量为m的带正电小球Q,静止时小球Q位于A点,细线与竖直方向的夹角θ=30°.现让另一质量为3m的不带电小球P从该竖直平面内的某点C(图中未画出)以初速度v0水平抛出,正好与处于A点的小球Q发生弹性正碰,碰撞瞬间剪断细线,同时将电场强度大小变为3E,碰后小球Q恰好沿直线运动.已知C、A两点距地面的高度之比为7∶3,两球碰撞过程中各自电荷量均保持不变,碰撞时间极短,重力加速度为g,小球大小不计,求:(1)小球Q的电荷量q;
3.水平地面上方足够大区域内有沿水平方向、相互垂直的匀强电场和匀强磁场.如图所示,纸面为该区域内的某一竖直平面,磁场垂直纸面向里,电场强度大小为E,方向水平向左.绝缘细线一端固定在该竖直平面内的O点,另一端悬挂一质量为m的带正电小球Q,静止时小球Q位于A点,细线与竖直方向的夹角θ=30°.现让另一质量为3m的不带电小球P从该竖直平面内的某点C(图中未画出)以初速度v0水平抛出,正好与处于A点的小球Q发生弹性正碰,碰撞瞬间剪断细线,同时将电场强度大小变为3E,碰后小球Q恰好沿直线运动.已知C、A两点距地面的高度之比为7∶3,两球碰撞过程中各自电荷量均保持不变,碰撞时间极短,重力加速度为g,小球大小不计,求:(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
3.水平地面上方足够大区域内有沿水平方向、相互垂直的匀强电场和匀强磁场.如图所示,纸面为该区域内的某一竖直平面,磁场垂直纸面向里,电场强度大小为E,方向水平向左.绝缘细线一端固定在该竖直平面内的O点,另一端悬挂一质量为m的带正电小球Q,静止时小球Q位于A点,细线与竖直方向的夹角θ=30°.现让另一质量为3m的不带电小球P从该竖直平面内的某点C(图中未画出)以初速度v0水平抛出,正好与处于A点的小球Q发生弹性正碰,碰撞瞬间剪断细线,同时将电场强度大小变为3E,碰后小球Q恰好沿直线运动.已知C、A两点距地面的高度之比为7∶3,两球碰撞过程中各自电荷量均保持不变,碰撞时间极短,重力加速度为g,小球大小不计,求:(3)两小球在水平地面上的落地点间的距离Δx.
[答案] -0.2 m　
[答案] 0.2 m　
[答案] (-0.2 m,0,0.05 m)
5. [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.xOy平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度为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;入射速度小于的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]由题知,入射速度为v0时,电子沿x轴做直线运动,则有Ee=ev0B,解得E=v0B
[答案] 0.2 N/C　5 m/s　
[解析]对带电液滴由动量定理可知,水平方向有-qE1·t1=0-mv0解得E1=0.2 N/C竖直方向有mg·t1=mv-0解得v=5 m/s