2026高考物理一轮复习-第十一章-第62课时-专题强化：带电粒子在组合场中的运动-专项训练【含答案】

这是一份2026高考物理一轮复习-第十一章-第62课时-专题强化：带电粒子在组合场中的运动-专项训练【含答案】，共11页。试卷主要包含了组合场，分析思路，常见粒子的运动及解题方法，常见情形等内容，欢迎下载使用。
1.组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场交替出现。
2.分析思路
(1)画运动轨迹：根据受力分析和运动学分析，大致画出粒子的运动轨迹图。
(2)找关键点：确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键。
(3)划分过程：将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理。
3.常见粒子的运动及解题方法
4.常见情形
(1)先电场后磁场
①带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动，然后垂直磁场方向进入匀强磁场做匀速圆周运动，如图甲。
②带电粒子先在匀强电场中做类平抛运动，然后垂直磁场方向进入磁场做匀速圆周运动，如图乙。
(2)先磁场后电场
例1 (2023·辽宁卷·14)如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的3倍。金属板外有一圆心为O的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间，恰好从下板边缘P点飞出电场，并沿PO方向从图中O'点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为2mv03qB，不计粒子重力。
(1)求金属板间电势差U；
(2)求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ；
(3)仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O'点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的圆形磁场区域的圆心M。
答案 (1)mv023q (2)π3(或60°) (3)见解析图
解析 (1)设板间距离为d，则板长为3d，带电粒子在板间做类平抛运动，两板间的电场强度为E＝Ud，根据牛顿第二定律得qE＝ma，解得a＝qUmd
设粒子在平板间的运动时间为t0，根据类平抛运动的规律得d2＝12at02， 3d＝v0t0
联立解得U＝mv023q
(2)设粒子出电场时与水平方向夹角为α，则有
tan α＝at0v0＝33，故α＝π6
则出电场时粒子的速度为v＝v0csα＝233v0
粒子出电场后做匀速直线运动，接着进入磁场，根据牛顿第二定律有qvB＝mv2r，解得r＝mvqB＝23mv03qB
已知圆形磁场区域半径为R＝2mv03qB，故r＝3R
粒子沿PO方向射入磁场，轨迹如图所示，
即沿半径方向射入磁场，故粒子将沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向的夹角为θ，则粒子在磁场中运动圆弧轨迹对应的圆心角也为θ，由几何关系可得θ＝2α＝π3，故粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向的夹角为π3(或60°)；
(3)粒子在该磁场中运动的半径与圆形磁场半径关系为r＝3R，根据几何关系可知，粒子在该磁场中运动的轨迹一定为劣弧，故劣弧所对应轨迹圆的弦为磁场圆的直径时粒子在磁场中运动的时间最长，则相对应的运动轨迹以及圆心M的位置如图所示。
例2 (2025·福建泉州市一模)利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。在图示的xOy平面(纸面)内，x