高考物理一轮复习讲义练习第十一章　第5讲　专题强化：带电粒子在复合场中的运动

这是一份高考物理一轮复习讲义练习第十一章　第5讲　专题强化：带电粒子在复合场中的运动，共17页。试卷主要包含了组合场，分析思路，基本规律，静电力、洛伦兹力、重力并存等内容，欢迎下载使用。
题型一 带电粒子在组合场中的运动
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．基本规律
考向1先电场后磁场
1．先在电场中做加速直线运动，然后进入磁场做圆周运动。如图甲、乙所示，在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度。
2．先在电场中做类平抛运动，然后进入磁场做圆周运动。如图丙、丁所示，在电场中利用平抛运动知识求粒子进入磁场时的速度。
【典例1】 (多选)如图所示，在x轴上方第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方存在沿y轴正方向的匀强电场。a、b两个重力不计的带电粒子分别从电场中的同一点P由静止释放后，经电场加速从M点射入磁场并在磁场中发生偏转。最后从y轴离开磁场时，速度大小分别为v1和v2，v1的方向与y轴垂直，v2的方向与y轴正方向成60°角。a、b两粒子在磁场中运动的时间分别为t1和t2，则下列比值正确的是( AD )
A．v1∶v2＝2∶1 B．v1∶v2＝1∶2
C．t1∶t2＝3∶2 D．t1∶t2＝3∶8
【解析】 粒子在电场中加速，设加速的位移为x，则根据动能定理有qEx＝ eq \f(1,2)mv2，解得v＝ eq \r(\f(2qEx,m))，粒子在磁场中运动时，其轨迹如图所示，a粒子轨迹的圆心为O，b粒子轨迹的圆心为O′，根据几何知识可知R2sin 30°＋R1＝R2，则有R1∶R2＝1∶2，根据洛伦兹力提供向心力有qvB＝ eq \f(mv2,R)，联立可得 eq \f(m1,q1)∶ eq \f(m2,q2)＝1∶4，代入v＝ eq \r(\f(2qEx,m))可得v1∶v2＝2∶1，A正确，B错误；粒子在磁场中运动的周期为T＝ eq \f(2πR,v)＝ eq \f(2πm,qB)，所以两粒子在磁场中运动的时间之比为t1∶t2＝ eq \f(90°,360°)T1∶ eq \f(60°,360°)T2＝ eq \f(2πm1,4q1B)∶ eq \f(2πm2,6q2B)＝3∶8，C错误，D正确。
【典例2】 (多选)(2023·海南卷)如图所示，质量为m，带电荷量为＋q的点电荷，从原点以初速度v0射入第一象限内的电磁场区域，在0