高考物理三年真题高频考点精选 考点34 带电小球在复合场中的运动

高考物理三年真题高频考点精选 考点34 带电小球在复合场中的运动内容摘要：

1、【考点知识方法解读】带电小球在重力场、电场、磁场并存的空间中运动时，重力、电场力、磁场力将按自身的特性独立作用于粒子，其中洛伦兹力对运动电荷不做功，重力和电场力做功与路径无关。 对带电粒子在复合场中运动的处理方法是：（1）正确分析带电粒子的受力特征及运动特征是正确解题的前提。 带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受到的合外力及其初时状态的速度，因此应该把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。 当带电粒子在重力场、电场、磁场并存的空间中做直线运动时，重力、电场力和洛伦兹力的合力必为零，一定做匀速直线运动；当带电粒子所受的重力和电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场 2、的平面内做匀速圆周运动；当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做变速曲线运动，其轨迹即不是圆弧，也不是抛物线；当带电粒子连续通过几个不同的场区，粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。 （2）灵活选用物理规律是正确解题的关键。 当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据物体的平衡条件列方程求解；当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，运用牛顿第二定律和向心力公式列方程求解；当带电粒子在复合场中做变速曲线运动时，应选择动能定理或能量守恒定律列方程求解。 【最新三年高考物理精选解析】1.(20 分 ) （2012浙江理综）如图所示，两块水 3、平放置、相距为 d 的长金属板接在电压可调的电源上。 两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。 将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为 m、水平速度均为 相等电荷量的墨滴。 调节电源电压至 U, 墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板。 （1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；（2）求磁感应强度 B 的值；（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置。 为了使墨滴仍能到达下板 M 点，应将磁感应强度 调至 B,则 B的大小为多少。 根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为 R，有 m。 20 2= R)2。 解 4、得：R =5d/4。 联立解得：B=。 45022012四川理综）如图所示，水平虚线 X 下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场，整个空间存在匀强电场（图中未画出）。 质量为 m，电荷量为+q 的小球 P 静止于虚线 X 上方 A 点，在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为 I 的冲量作用而做匀速直线运动。 在 A 点右下方的磁场中有定点 O，长为 l 的绝缘轻绳一端固定于 O 点，另一端连接不带点的质量同为 m 的小球 Q，自然下垂。 保持轻绳伸直，向右拉起 Q，直到绳与竖直方向有一小于 5。 的夹角，在 P 开始运动的同时自由释放，Q 到达 O 点正下方 W 点是速率为、 5、Q 两小球在 W 点发生正碰，碰撞后，电场，磁场消失，两小球黏在一起运动。 P、Q 两小球均视为质点，P 小球的电荷量保持不变，绳不可伸长不计空气阻力，重力加速度为 g。 （1）求匀强电场场强 E 的大小和 P 进入磁场时的速率 v；（2）若绳能承受的最大拉力为 F，要使绳不断，F 至少为多大。 （3）求 A 点距虚线 X 的距离 s。 联立解得，F= (I+2）设 P 在 X 上方做匀速直线运动的时间为 s/v。 设 P 在 X 下方做匀速圆周运动的时间为 .。 2小球 Q 从开始运动到与 P 球反向相碰的运动时间为 单摆周期性，有n+ )2。 14，t Q= 立解得：s=(n+ )2 -。 n 为大于 6、（ - ）的整数。 14 从开始运动到与 P 球同向相碰的运动时间为 单摆周期性，有（2011 四川理综卷第 25 题）如图所示，正方形绝缘光滑水平台面 l=地面 h=行板电容器的极板 距 d=垂直放置于台面，C 板位于边界 ，D 板与边界 交处有一小孔。 电容器外的台面区域内有磁感应强度 B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。 电荷量 q=510微粒静止于 W 处，在 加上恒定电压 U=间微粒经电场加速后由 D 板所开小孔进入磁场（微粒始终不与极板接触） ，然后由 界离开台面。 在微粒离开台面瞬时，静止于 X 正下方水平地面上 A 点的滑块获得一水平速度，在微粒落地时恰好与之相遇。 假定微粒在真空中运动、 7、极板间电场视为匀强电场，滑块视为质点，滑块与地面间的动摩擦因数 = g=10m/1）求微粒在极板间所受电场力的大小并说明两板的极性；（2）求由 界离开台面的微粒的质量范围；（3）若微粒质量 10滑块开始运动时所获得的速度。 极板为正极，D 极板为负极。 （2）若微粒质量为 m，刚进入磁场时的速度大小为 v，由动能定理 3微粒在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心，若圆周运动半径为 R，有 m ， 2v 4微粒要从 界离开台面。 则圆周运动的边缘轨迹如图所示，半径的极小值和极大值分别为 R1=l/2， 5R2= 6 8根据平抛运动，t= ， s=9 10对于滑块，由牛顿第二定律和运动学方程，有 8、a 11K= 112再由余弦定理，k 2=d+d+ 13及正弦定理， = 14联立 和 ，并代入数据，解得 s，= =53。 3 4 8 14【点评】此题考查带电粒子在复合场中的运动，涉及动能定理、平抛运动规律、匀速圆周运动、匀变速直线运动规律等相关知识点，难度大，区分度高。 4（2009 天津理综卷物理第 11 题.(18 分)如图所示，直角坐标系 于竖直平面内，在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为 B,方向垂直 面向里，电场线平行于 y 轴。 一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小球，从 y 轴上的 A 点水平向右抛出，经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和磁场， 间的距离为L,小球过 M 点时的速度方向与 x 轴的方向夹角为 力加速度为 g,求(1) 电场强度 E 的大小和方向；(2) 小球从 A 点抛出时初速度 大小;(3) A 点到 x 轴的高度 h.力的方向竖直向下，电场力方向只能向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上。 （2）小球做匀速圆周运动， O为圆心， 弦长， ，如图所半径为 r，由几何关系知小球做圆周运动的速率为 v，有 速度的合成与分解知 式得 3）设小球到 M 点时的竖直分速度为 与水平分速度的关系为式得。