新高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)練習(xí)考向19 帶電粒子在復(fù)合場運(yùn)動(dòng)（含解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

帶電粒子在電場和磁場的復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)
帶電粒子在組合場中運(yùn)動(dòng)
拓展題：臨界問題、特殊軌跡運(yùn)動(dòng)
【例題1】一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示，電荷量均為＋q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為U0的加速電場，其初速度幾乎為零.這些離子經(jīng)加速后通過狹縫O沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，最后打在底片上.已知放置底片的區(qū)域MN＝L，且OM＝L.某次測量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè)2/3區(qū)域MQ損壞，檢測不到離子，但右側(cè)1/3區(qū)域QN仍能正常檢測到離子.在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ區(qū)域的離子即可在QN區(qū)域檢測到.
(1)求原本打在MN中點(diǎn)P點(diǎn)的離子質(zhì)量m；
(2)為使原本打在P點(diǎn)的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍.

【例題2】如圖所示，與水平面成37°的傾斜軌道AC，其延長線在D點(diǎn)與半圓軌道DF相切，全部軌道為絕緣材料制成且位于豎直面內(nèi)，整個(gè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場，MN的右側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(C點(diǎn)處于MN邊界上)。一質(zhì)量為0.4 kg的帶電小球沿軌道AC下滑，至C點(diǎn)時(shí)速度為vC＝eq \f(100,7) m/s，接著沿直線CD運(yùn)動(dòng)到D處進(jìn)入半圓軌道，進(jìn)入時(shí)無動(dòng)能損失，且恰好能通過F點(diǎn)，在F點(diǎn)速度為vF＝4 m/s(不計(jì)空氣阻力，g＝10 m/s2，cs 37°＝0.8)。求：
(1)小球帶何種電荷？
(2)小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功；
(3)小球從F點(diǎn)飛出時(shí)磁場同時(shí)消失，小球離開F點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線AC(或延長線)的交點(diǎn)為G點(diǎn)(未標(biāo)出)，求G點(diǎn)到D點(diǎn)的距離。

查漏補(bǔ)缺
一、復(fù)合場與組合場
(1)復(fù)合場：電場、磁場、重力場共存，或其中某兩場共存。
(2)組合場：電場與磁場在一區(qū)域中不重疊，或在同一區(qū)域，電場、磁場分時(shí)間段或分區(qū)域交替出現(xiàn)。
二、帶電粒子在復(fù)合場、組合場中的常見運(yùn)動(dòng)
三、帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例
四、臨界問題的模型
1．縮放圓模型特征：速度方向不變而大小在改變（或磁感應(yīng)強(qiáng)度變化）射入勻強(qiáng)磁場
2．縮放圓的幾個(gè)常見問題

3．環(huán)形磁場臨界問題
4．旋轉(zhuǎn)圓模型特征：速度大小不變而方向不限定（如0—180°范圍內(nèi)）射入勻強(qiáng)磁場中
5．旋轉(zhuǎn)圓的幾個(gè)常見問題
6．圓形有界磁場中的旋轉(zhuǎn)圓問題
7．找臨界點(diǎn)的方法
以題目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等詞語為突破口，借助半徑R和速度v(或磁場B)之間的約束關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)軌跡分析，確定軌跡圓和邊界的關(guān)系，找出臨界點(diǎn)，然后利用數(shù)學(xué)方法求解極值，常用結(jié)論如下：
(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡與磁場邊界相切。
(2)當(dāng)速率v一定時(shí)，弧長(或弦長)越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長。
(3)當(dāng)速率v變化時(shí)，圓周角大的，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也越長。
考點(diǎn): 帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)
【例題3】如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝5eq \r(3) N/C，同時(shí)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5 T.有一帶正電的小球，質(zhì)量m＝1×10－6 kg，電荷量q＝2×10－6 C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，取g＝10 m/s2，求：
(1)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向；
(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點(diǎn)所在的這條電場線經(jīng)歷的時(shí)間t.

考點(diǎn): 帶電粒子在組合場中運(yùn)動(dòng)
【例題4】如圖，空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場.在x≥0 區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0；x＜0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為λB0(常數(shù)λ＞1).一質(zhì)量為m、電荷量為q(q＞0)的帶電粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向射入磁場，此時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時(shí)，求：(不計(jì)重力)
(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
(2)粒子與O點(diǎn)間的距離.

【例題5】如圖12所示，將某正粒子放射源置于原點(diǎn)O，其向各方向射出的粒子速度大小均為v0、質(zhì)量均為m、電荷量均為q。在0≤y≤d的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個(gè)勻強(qiáng)電場，方向與y軸正向相同，在d

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