《高三物理备考》25.带电粒子在组合场中运动（电学）

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带电粒子在组合场中运动

打卡： 2020

高考物理备考第

小时编写：陈庆威

陈庆威老师推荐——高考二轮备考两步学习法（最新、最好、最实战）

第一步：【知识方法】

1．组合场，指电场、磁场、重力场有两种场同时存在，但各位于一定的区域内且

并不重叠，且带电粒子在一个场中只受一种场力的作用．

2．解题思路

(1) 分别研究带电粒子在不同场中的运动规律，在匀强磁场中做匀速圆周运

动，在匀强电场中，若速度方向与电场方向在同一直线上，则做匀变速直线运动，若

进入电场时的速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动.根据不同的运动规律分别求

解.

(2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理.

(3)注意分析磁场和电场边界处或交接点位置粒子速度的大小和方向，把粒子

在两种不同场中的运动规律有机地联系起来.

第二步：【考点例题】

【例题 1】（多选）（2020·全国高三）如图是一种回旋式加速器的简化模型图，半

径为

的真空圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为

，圆心

正下方

点处有一极窄的平行金属板，两板间加有脉冲电压（大小为

）用于加速某质量为

，

电荷量为

的正电荷，粒子由金属板间右侧小孔飘入（初速度视为零），经加速后，

水平向左射入磁场，当粒子加速到需要的速度时，通过

磁屏蔽导流管

将粒子沿导流管轴线引出。导流管可

沿

直线平移，其

端始终在

线上，

与水平线

之间的夹角为

。，不计粒子重力、粒子加速时间及其做圆周运动产生

的电磁辐射，不考虑相对论效应。则下列说法正确的是（）

A．为使粒子在经过平行金属板间时总能被加速，板间电场方向应随时间周期性变化

B．粒子能获得的最大速度

C．粒子加速完后导出时导流管

与水平线

之间的夹角为 2

D．该加速器加速比荷相同的带电粒子时，从开始加速直至以最大速度引出，在磁场中

运动的时间一定相同

【例题 2】（多选）如图所示，两个边长为 2

的正方形

PQMN

和

HGKJ

区域内有垂直纸

面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为

1和

2，两磁场区域中间夹有两个宽度为

、方向水平且相反、场强大小均为

的匀强电场，两电场区域分界线经过

、

的

中点．一质量为

、电荷量为

的带

正电粒子(不计重力)从

点由静止释

放，经上方电场加速后通过磁场回

旋，又经历下方电场沿

二次加速

后恰好回到

点，则下列说法正确的

是

A．

2＝2

B．带电粒子第二次进入右边磁场后一定从

边离开

C．第一次完整回旋过程经历的时间为

t=(2+

√

2π

2+π

√

D．要实现两次以上的回旋过程，可以同时增大两磁场的磁感应强度

【例题 3】（2020·全国高三）如图所示，在平面直角坐标系内，第 I 象限的等腰三角

形

MNP

区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，

<0 的区域内存在着沿

轴正方向

的匀强电场。一质量为

带电荷量为

的带电粒子从电场中

（-2

，-

）点以速度

水平向右射出，经坐标原点

射入第 I 象限，最后以垂直于

的方向射出磁场。已知

平行于

轴，

垂直于

轴，

点的坐标为（2

，2

），不计粒子的重力，求：

(1)电场强度的大小；

(2)磁感应强度的大小；

(3)粒子在磁场中的运动时间。

【例题 4】（2020·定远）如图所示，直线与

轴之间有垂直于

xOy

平面向外

的匀强磁场 B2，直线

＝

与间有沿

轴负方向的匀强电场，电场强度

，另有一半径 R=m 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度

1=，方

向垂直坐标平面向外，该圆与直线

＝

和

轴均相切，且与

轴相切于

点．一带负

电的粒子从

点沿

轴的正方向以速度

0进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场

区域

2，且第一次进入磁场

2时的速度方向与直线垂直．粒子速度大小

0＝

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