《通用高考物理二轮复习第二部分第一板块第2讲巧用“类平抛圆周”决电偏转磁偏转问题讲义含析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通用高考物理二轮复习第二部分第一板块第2讲巧用“类平抛圆周”决电偏转磁偏转问题讲义含析（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、巧用“类平抛、圆周”解决电偏转、磁偏转问题考法学法带电粒子在电场、磁场中的运动问题是历年高考的热点，考查的难度有易有难。考查的题型既有选择题，又有计算题。考查的内容有：带电粒子在匀强电场中的偏转；带电粒子在变化的电场中的运动；带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动规律；带电粒子在复合场中的运动问题。该部分内容主要解决的是选择题中的带电粒子在电场、磁场中的运动问题。用到的思想方法有：比值定义法；假设法；合成法；正交分解法；临界、极值问题的分析方法；等效思想；分解思想。1带电粒子在电场中的偏转条件分析带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场运动性质匀变速曲线运动(类似于平抛运动)处理方法分解成沿电场和垂直于
2、电场的两个直线运动2.电偏转运动的两个实用结论(1)比荷相同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速，再垂直于偏转电场方向射入，从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是相同的。(2)带电粒子垂直于电场方向射入电场，经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点为带电粒子沿初速度方向位移的中点。研一题 (2018资阳模拟)如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入。它们最后打在上极板的同一点(粒子重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中，粒子()A运动时间之比tPtQ12B所带的电荷量之比qPq
3、Q12C电势能减少量之比EPEQ12D动能增量之比为EkPEkQ21解析两粒子在竖直方向受到向上的电场力，做匀加速直线运动，在水平方向上做匀速直线运动，因为两粒子在水平方向上的速度相同，又因为在水平方向上的位移相同，故根据公式xv0t可得两粒子的运动时间相同，A错误；在竖直方向上的位移之比，因为yPaPt2t2，yQaQt2t2，联立可得qPqQ12，B正确；电场力做功为WEqy，电场力做多少正功，电势能就减少多少，故，该过程中只有电场力做功，所以电势能转化为动能，即粒子的动能增量之比为EkPEkQ14，C、D错误。答案B悟一法匀强电场中带电粒子偏转问题的处理方法1用平抛运动规律处理：运动的分
4、解。(1)沿初速度方向做匀速直线运动，运动时间t。(2)沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a。(3)离开电场时的偏移量yat2。(4)速度偏向角tan ；位移偏向角tan 。2用动能定理处理：涉及功能问题时可用，偏转时电场力做的功是WqEy(y为偏移量)。通一类1多选如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场E1中，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后三种粒子打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么()A偏转电场E2对三种粒子做功一样多B三种粒子打到屏上时的速度大小相同C三种粒子运动到屏上所用时间相同D三种粒
5、子一定打到屏上的同一位置解析：选AD根据动能定理有qE1dmv12，得三种粒子经加速电场加速后获得的速度v1 。在偏转电场中，水平方向有lv1t2，竖直方向有yt22，得粒子经偏转电场的侧位移y，则三种粒子在偏转电场中的侧位移大小相等，又三种粒子带电荷量相同，根据WqE2y得，偏转电场E2对三种粒子做功一样多，选项A正确；根据动能定理，qE1dqE2ymv22，得粒子离开偏转电场E2打到屏上时的速度v2 ，由于三种粒子的质量不相等，故v2大小不同，选项B错误；粒子打在屏上所用的时间t(L为偏转电场左端到屏的水平距离)，由于v1大小不同，所以三种粒子打在屏上所用的时间不同，选项C错误；根据vyt
6、2及tan ，得粒子速度的偏转角正切值tan ，即三种粒子速度的偏转角相等，又由于它们的侧位移相等，故三种粒子打到屏上的同一位置，选项D正确。2多选如图所示，半径R0.5 m的圆弧接收屏位于电场强度方向竖直向下的匀强电场中，OB水平，一质量为m104 kg、带电量为q8.0105 C的粒子，从与圆弧圆心O等高且距O点0.3 m处的A点以初速度v03 m/s 水平射出，粒子重力不计，粒子恰好能垂直打到圆弧曲面上的C点(图中未画出)，取C点电势0，则()A该匀强电场的电场强度E100 N/CB粒子在A点的电势能为8105 JC粒子到达C点的速度大小为5 m/sD粒子速率为4 m/s时的电势能为4.
7、5104 J解析：选CD粒子在电场力作用下做类平抛运动，如图所示，因粒子垂直打在C点，由类平抛运动规律知：C点速度方向的反向延长线必过O点，且ODAO0.3 m，DC0.4 m，则ADv0t，DCt2，联立并代入数据可得：E25 N/C，故A错误；因UDCEDC10 V，而A、D两点电势相等，所以A10 V，即粒子在A点的电势能为：EpqA8104 J，故B错误；从A点到C点由动能定理知：qUACmvC2mv02，代入数据得：vC5 m/s，故C正确；粒子在C点的总能量：ECmvC210452 J1.25103 J，由能量守恒定律可知，粒子速率为4 m/s时的电势能为：EpECmv21.251
8、03 J10442 J4.5104 J，故D正确。研一题 多选如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压。在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子，t0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期T，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力。则()A在t0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为v0B粒子的电荷量为C在tT时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小为dD在tT时刻进入的粒子刚好从P板右侧边缘离开电场解析粒子进入电场后，水
9、平方向做匀速直线运动，则t0时刻进入电场的粒子在电场中运动的时间tT，竖直方向上的位移恰好为d，则时间内的位移为，粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度v0，选项A正确；由上述分析知，d2，解得q，选项B错误；粒子在电场力作用下的加速度大小a，t时刻进入电场的粒子，离开电场时在竖直方向的位移大小为d2a22a2aT2d，选项C错误；t时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速运动，向上减速运动，由对称性可知，此时竖直方向的位移为零，故粒子从P板右侧边缘离开电场，选项D正确。答案AD悟一法分段研
10、究，化变为恒在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在两板中间便可获得交变电场。对于带电粒子在交变电场中的运动，需要进行分段处理。此类电场在一段时间内为匀强电场，即电场中各个位置处电场强度的大小、方向都相同；但从整个研究过程看电场又是变化的，即电场强度的大小和方向可随时间变化。粒子平行于电场方向射入时粒子做直线运动，其初速度和受力决定了粒子的运动，粒子可能做周期性运动粒子垂直于电场方向射入时沿初速度方向上的分运动为匀速直线运动，沿电场力方向上的分运动可能具有周期性通一类1.一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子在t0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作
11、用，则下列说法中正确的是()A带电粒子只向一个方向运动B02 s内，电场力做功等于0C4 s末带电粒子回到原出发点D2.54 s内，电场力做功等于0解析：选D画出带电粒子速度v随时间t变化的图像如图所示，v t图线与时间轴所围“面积”表示位移，由图可知带电粒子运动方向改变，4 s末带电粒子不能回到原出发点，A、C错误；2 s末速度不为0，所以02 s内电场力做功不等于0，B错误；2.5 s末和4 s 末，速度的大小、方向都相同，所以2.54 s内电场力做功等于0，D正确。2如图甲所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在
12、t0时刻释放该粒子，粒子会先向A板运动，再向B板运动，在A、B板间往返运动几次后，最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是()A0t0B.t0C.t0T DTt0解析：选B由题图乙知，两板间加的是方波电压，刚释放粒子时，粒子向A板运动，说明释放粒子时UAB为负，A、D错误；若t0，粒子先向A板做加速运动后做减速运动至速度为零，再向B板做加速运动后做减速运动至速度为零，如此往返运动，每次向A板运动的距离比向B板运动的距离大，粒子最终打在A板上，B正确；若t00)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上
13、另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为()A.B.C. D.解析如图所示，粒子在磁场中运动的轨迹半径为R。设入射点为A，出射点为B，圆弧与ON的交点为P。由粒子运动的对称性及粒子的入射方向知，ABR。由几何关系知，APR，则AOAP3R，所以OB4R。故选项D正确。答案D悟一法1带电粒子在有界匀强磁场中运动的几种常见情形直线边界粒子进出磁场具有对称性平行边界粒子运动存在临界条件圆形边界粒子沿径向射入的再沿径向射出2.带电粒子在有界磁场中运动的三个规律(1)粒子刚好穿出磁场边界的临界条件是粒子在磁场中的运动轨迹与边界相切。(2)当速度大小v一定时，弧长越长，所对的圆心角就越大，粒子在磁场中运动的时间就越长。(3)当速度大小v变化时，运动轨迹所对圆心角大的粒子在磁场中运动的时间长。通一类1.(2019届高三毕节模拟)如图所示，在xOy平面直角坐标系的第一象限内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从y轴上的A点，以速度v沿垂直磁场方向射入第一象限，
