2026届高中物理一轮复习 第十一章 重难突破12　带电粒子在组合场、交变场中的运动（课件 学案 练习，共3份）

重难突破12　带电粒子在组合场、交变场中的运动 1.〔多选〕（2025·河南开封统考）如图所示，MN是半径为R的圆形磁场区域的直径，MN上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN下方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。在M点有一质量为m、电荷量为＋q（q＞0）的离子源，离子从N点射出时的速度大小不同，但方向均与磁场方向垂直且与MN成30°角。不计离子重力及离子间的相互作用，则从N点射出磁场的离子速度可能是（　　） A. B. C. D. 2.（2025·江苏扬州开学考试）如图甲所示为我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示。其核心部分是两个D形盒，粒子源O置于D形盒的圆心附近，能不断释放出带电粒子，忽略粒子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中引起的粒子质量变化。现用该回旋加速器对HHe两种粒子分别进行加速。下列说法正确的是（　　） A.两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等 B.两种粒子在回旋加速器中运动的时间不相等 C.两种粒子离开出口处的动能相等 D.两种粒子离开出口时动能变大了是因为洛伦兹力做了功 3.（2025·福建漳州三模）如图，一质谱仪由加速电场、静电分析器、磁分析器构成。静电分析器通道的圆弧中心线半径为R，通道内有均匀辐向电场，方向指向圆心O，中心线处各点的电场强度大小相等。磁分析器中分布着方向垂直于纸面的有界匀强磁场，边界为矩形CNQD，NQ＝2d，PN＝3d。质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力），由静止开始从A板经电压为U的电场加速后，沿中心线通过静电分析器，再由P点垂直磁场边界进入磁分析器，最终打在胶片ON上，则（　　） A.磁分析器中磁场方向垂直于纸面向外 B.静电分析器中心线处的电场强度E＝ C.仅改变粒子的比荷，粒子仍能打在胶片上的同一点 D.要使粒子能到达NQ边界，磁场磁感应强度B的最小值为 4.（2025·安徽宣城期末）如图所示，x轴上方存在边长为d、沿y轴正方向、场强大小为E的正方形匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝。一个质量为m，电荷量为q的带正电粒子从OP中点A由静止释放进入电场（不计粒子重力）。 （1）粒子从A点开始运动到第二次进入电场的时间； （2）粒子第二次离开电场的位置坐标。 5.如图所示，在xOy坐标系中有圆柱形匀强磁场区域，其圆心在O'（R，0），半径为R，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里。在y≥R范围内，有方向向左的匀强电场，电场强度为E。有一带正电的微粒平行于x轴射入磁场，微粒在磁场中的偏转半径刚好也是R。已知带电微粒的电荷量为q，质量为m，整个装置处于真空中，不计重力。 （1）求微粒进入磁场的速度大小； （2）若微粒从坐标原点射入磁场，求微粒从射入磁场到再次经过y轴所用时间； （3）若微粒从y轴上y＝处射向磁场，求微粒以后运动过程中距y轴的最大距离。 6.如图甲所示，在坐标系xOy中，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场、电场强度大小为E；y轴右侧有如图乙所示周期性变化的磁场，磁感应强度大小为B0，以磁场方向垂直纸面向里为正方向。t＝0时刻，从x轴上的P点无初速度释放一带正电的粒子，粒子（重力不计）的质量为m、电荷量为q，粒子第一次在电场中运动的时间与第一次在磁场中运动的时间相等，且粒子第一次在磁场中做圆周运动的轨迹为半圆。求： （1）P点到O点的距离； （2）粒子经一个周期沿y轴发生的位移大小。 重难突破12　带电粒子在组合场、交变场中的运动 1.AB　根据洛伦兹力提供向心力， 有qvB＝ 离子在MN上方运动的半径为r1＝ 离子在MN下方运动的半径为r2＝ 若离子从MN上方通过N点，有2nr1sin 30°＋2（n－1）r2sin 30°＝2R（n＝1，2，3，…） 解得v＝（n＝1，2，3，…） 即v＝，v＝，v＝，v ... ...