第一章 专题强化4　带电粒子在组合场中的运动（课件 学案 练习，共4份）粤教版（2019）选择性必修 第二册

专题强化4　带电粒子在组合场中的运动 ［学习目标］　1.进一步掌握带电粒子在电场、磁场中运动的特点及分析方法（重点）。2.掌握带电粒子在组合场中运动问题的分析方法（重点）。3.会根据电场知识和磁场知识分析带电粒子在组合场中的运动规律（难点）。 1.组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，一般为两场相邻或在同一区域内交替出现。 2.组合场中的动力学分析 3.组合场运动情形图例 在匀强电场中：匀变速直线运动（速度方向与电场方向平行） 在匀强磁场中：匀速圆周运动（速度方向与磁场方向垂直） 在匀强电场中：类平抛运动（初速度方向与电场方向垂直） 在匀强磁场中：匀速圆周运动（速度方向与磁场方向垂直） 一、带电粒子在组合场中的运动 例1　在半导体离子注放工艺中，初速度和重力可忽略的离子P+和P3+，经电压为U的匀强电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+（　　） A.在磁场中运动的半径之比为3∶1 B.在电场中的加速度之比为1∶1 C.在磁场中转过的角度之比为1∶2 D.离开磁场区域时的动能之比为1∶ 例2　（2024·东莞市高二期中）如图所示，第Ⅰ象限存在垂直于纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场，已知P点坐标为（-L，-）。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子以3v0的速度从P点沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入匀强磁场中，不计粒子的重力，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，求： （1）电场强度的大小； （2）带电粒子进入第一象限时的速度； （3）带电粒子射出磁场位置到O点的距离及带电粒子在磁场中运动的时间。 带电粒子从电场射出的末速度是进入磁场的初速度，要特别注意求解进入磁场时速度的大小和方向，这是正确求解的关键。 例3　（2024·揭阳市高二期末）如图所示，xOy坐标系第一、二、三象限内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，第二、三象限内的磁感应强度大小相等，第四象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从xOy平面内以速度v0从y轴上M点（0，L）沿与y轴正方向成60°角的方向射入第一象限。一段时间后，粒子沿y轴负方向进入电场区域，粒子在电场中偏转后，沿与M点速度相反的方向经y轴上的N点（图中未画出）射入第三象限，再经一段时间后粒子经M点再次进入第一象限。粒子重力不计，求： （1）粒子在第一象限内运动的时间； （2）第四象限内电场强度的大小； （3）第二、三象限内磁感应强度的大小。 例4　（2024·茂名市高二期中）如图所示，在xOy坐标系的第Ⅰ象限内充满了沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内充满了垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点以垂直于y轴和电场的初速度v0进入匀强电场，一段时间后经过x轴上的Q点进入匀强磁场，进入磁场时的速度方向与x轴正方向成θ=30°角，已知OQ=3L，若粒子在磁场中运动一段时间后恰好能再回到电场，不计粒子重力。求： （1）带电粒子进入匀强磁场时的速度大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从离开P点到第三次经过x轴所需的时间。 分析带电粒子在组合场中运动的基本思路 （1）划分过程：将粒子的运动过程划分为几个不同的阶段，对不同阶段选取不同的规律处理。 （2）找关键点：确定带电粒子在场区边界的速度是解决该类问题的关键。 （3）画运动轨迹：根据动力学分析，大致画出物体运动的轨迹图。 二、带电粒子在立体空间中的运动 例5　（2023·佛山市高二月考）如图，在空间直角坐标系O-xyz中，界面 Ⅰ 与Oyz平面重叠，界面 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 相互平行，且相邻界面的间距均为L，与x轴 ... ...