《2022年高考物理二轮攻关夺分宝典——压轴题特训》专题07 带电粒子在复合场中的运动（解析版）

3.0 envi 2025-03-19 11 4 1.83MB 40 页 3知币

专题 07 带电粒子在复合场中的运动
目录
【专题解读】........................................................................................................................................................... 1
【高考真题分析】................................................................................................................................................... 1
【真题感悟】........................................................................................................................................................... 7
【最新考向解密】................................................................................................................................................... 8
1.借助分立场区考查磁偏转+电偏转问题.......................................................................................................8
2.创新问题情境构建电磁偏转模型...............................................................................................................13
3.利用粒子加速器考电加速磁偏转问题.......................................................................................................14
4.带电粒子(带电体)在叠加场作用下的运动.................................................................................................16
【专题解读】 
1.本专题是磁场、力学、电场等知识的综合应用，高考往往以计算压轴题的形式出现。
2.学习本专题，可以培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力。针对性的专题训练，
可以提高同学们解决难题、压轴题的信心。
【高考真题分析】
【例 1】.（2021·全国高考真题）如图，长度均为 l的两块挡板竖直相对放置，间距也为 l，两挡板上边缘 P
和M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为 E；两挡板
间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为 m，电荷量为 q（q>0）的粒子自电场中
某处以大小为 v0的速度水平向右发射，恰好从 P点处射入磁场，从两挡板下边缘 Q和N之间射出磁场，运
动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与 PQ 的夹角为 60°，不计重力。
（1）求粒子发射位置到 P点的距离；
（2）求磁感应强度大小的取值范围；
（3）若粒子正好从 QN 的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板 MN 的最近距离。

【必备知识】本题考查的知识点为运动合成与分解、类平抛规律、牛顿运动定律、几何知识。

【关键能力】(1)理解能力：要求能准确获取题目信息画出粒子运动轨迹并能联想相关知识求解问题。

(2)推理论证能力：能正确根据运动合成与分解、类平抛规律、牛顿运动定律、几何知识等分析问题解决问

题。

(3)模型构建能力：根据问题情境，建立匀强电场中类平抛模型及磁场中匀速圆周运动模型。

【答案】（1）；（2）；（3）粒子运动轨迹见解析，

【解析】（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律可知

①

②

粒子射入磁场时的速度方向与 PQ 的夹角为 60°，有

③

粒子发射位置到 P点的距离

④

由①②③④式得

⑤

（2）带电粒子在磁场运动在速度

⑥

带电粒子在磁场中运动两个临界轨迹（分别从 Q、N点射出）如图所示

由几何关系可知，最小半径

⑦

最大半径

⑧

带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式可知

⑨

由⑥⑦⑧⑨解得，磁感应强度大小的取值范围

（3）若粒子正好从 QN 的中点射出磁场时，带电粒子运动轨迹如图所示。

由几何关系可知

⑩

带电粒子的运动半径为

⑪

粒子在磁场中的轨迹与挡板 MN 的最近距离

⑫

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