2027届高三物理一轮复习教案：第十一章　第60课时　专题强化：带电粒子在组合场中的运动（含解析）

这是一份2027届高三物理一轮复习教案：第十一章　第60课时　专题强化：带电粒子在组合场中的运动（含解析）
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
例1 (2026·湖南省华师大新高考联盟一模)如图所示的平面直角坐标系xOy中，第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场边界分别为x轴、MN和y轴，M、N两点的坐标分别为(L，0)、(0，-3L)。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的带电粒子从第二象限的A点沿x轴正方向以初速度v0射出，A点坐标为(-2L，3L)，粒子恰好从坐标原点O进入第四象限，之后粒子从MN上的P点(图中未标出)进入磁场，经磁场偏转后从x轴上的Q点(图中未标出)垂直于x轴射出磁场，不计粒子重力。求：
(1)匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B；
(2)粒子从A点运动到Q点所用的时间t。
答案 (1)3mv022qL 23mv03qL (2)(52+53π12)Lv0
解析 (1)粒子的运动轨迹如图所示，在电场中做类平抛运动
则有2L=v0t1，3L=12at12
又qE=ma
联立解得t1=2Lv0，E=3mv022qL，vy=at1=3v0
粒子运动到O点速度与x轴正方向的夹角正切值tan θ=vyv0=3，即θ=60°
粒子运动到O点时的速度v=v02+vy2=2v0
在磁场区域，根据几何关系可得r=3L
又洛伦兹力提供向心力，有qvB=mv2r
解得B=23mv03qL
(2)由几何关系可知，从O点到磁场之间，粒子运动的位移为L，
则运动的时间t2=Lv=L2v0
在磁场中，粒子运动的周期T=2πrv=3πLv0
则运动的时间t3=150°360°T=53πL12v0
粒子从A点运动到Q点所用的时间t=t1+t2+t3=(52+53π12)Lv0。
[变式] (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。在如图所示的xOy平面(纸面)内，x