安徽省芜湖市第一中学高考物理一轮复习讲义：第十章磁场第7讲“电偏转”和“磁偏转”
展开高考物理一轮复习第十章磁场第7讲：“电偏转”和“磁偏转”
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一、知识清单
1． “电偏转”和“磁偏转”的比较
| 垂直电场线进入匀强电场(不计重力) | 垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力) |
受力情况 | 电场力F＝qE，其大小、方向不变，与速度v无关，F是恒力 | 洛伦兹力F洛＝qvB，其大小不变，方向随v而改变，F洛是变力 |
轨迹 | 抛物线 | 圆或圆的一部分 |
运动轨迹 | ||
求解方法 | 三种方法： ①正交分解法： vx＝v0，x＝v0t，vy＝·t， 偏移y＝··t2 偏转角φ：tan φ＝＝ ②推论法； ③动能定理法 | 三步走： ①定圆心； ②算半径； ③求时间半径； 两个公式：r＝ 周期：T＝ 偏移距离y和偏转角φ要结合圆的几何关系利用圆周运动规律讨论求解 |
运动时间 | t＝ | t＝T＝或（L为弧长） |
动能 | 变化 | 不变 |
二、例题精讲
2． 带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图所示．运动中经过b点，Oa＝Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为（ ）
A．v0 B．1 C．2v0 D.
3． （多选）如图11所示，质量为m、电荷量为e的质子以某一初动能从坐标原点O沿x轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场，质子通过P(d，d)点时的动能为5Ek；若场区仅存在垂直于xOy平面的匀强磁场，质子也能通过P点，不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B，下列说法中正确的是( )
A．E＝ B．E＝
C．B＝ D．B＝
4．如图所示，在虚线所示的宽度范围内，存在竖直向下的电场强度为E的匀强电场，某种正离子以初速度v0垂直于左边界射入，离开右边界时的偏转角为θ，在同样宽度范围内，若只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该粒子以原来的初速度穿过该区域，偏转角仍为θ，(不计离子的重力)求：
(1)匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)离子穿过磁场和电场时间之比。
5．如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的 P2点进入磁场，并经过y轴上y＝-2h处的P3点。不计重力。求：
（l）电场强度的大小。
（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。
（3）磁感应强度的大小。
三、自我检测
6． (多选)在半径为r的圆形区域内存在匀强电场或匀强磁场，质子以一定的初速度v0从P点沿半径PO方向射入圆形区域，且质子初速度方向垂直于电场或磁场，结果不论质子是在电场中运动还是在磁场中运动，都从Q点离开场区，已知OM＝，且MQ⊥PO。则下列说法正确的是( )
A．电场方向沿MQ指向Q，磁场方向垂直圆平面向里
B．质子在电场和磁场中速度的偏转角的正切值之比为2∶3
C．电场强度与磁感应强度大小之比为4∶9
D．质子在电场和磁场中的运动时间之比为∶1
7． (多选)如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．有一重力不计的带电粒子(电荷量为q，质量为m)以垂直于x轴的速度v0从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴正方向成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限．已知OP之间的距离为d，则（ ）
A．带电粒子通过y轴时的坐标为(0，d)
B．电场强度的大小为
C．带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为
D．磁感应强度的大小为
8．如图,在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场匀界线平行左右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出，已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力，求电场强度与磁感应强度大小之比。
9．如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45 °角，不计粒子所受的重力．求：
(1)电场强度E的大小；
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向；
(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．
10．如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。
（1）求电场强度的大小和方向。
（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经t0/2时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。
（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。
