高考物理二轮复习专题思维进阶四带电粒子在三维空间电磁场中的运动 课件(共45张PPT)

(共45张PPT)
思维进阶四　
带电粒子在三维空间电磁场中的运动
考情
分析 2024·湖南T14、2022·山东卷T17、2022·重庆卷T5
模型
特征 电场或磁场分布在三维空间中,带电粒子在电场力、磁场力的作用下,在立体空间中运动
方法
规律 (1)方法:运动的合成与分解,转换视图、分段等方法
(2)规律:电场中的匀变速运动、类平抛运动的规律等,磁场中匀速圆周运动的规律,复合场中的匀速直线运动、匀速圆周运动的规律等
经典
模型
【典题 例析】
命题角度1　带电粒子在组合场立体空间中的运动
[典例1](2025·邢台模拟)如图所示的三维坐标系中,在y<0,z>0区域存在匀强电场,电场方向与xOz平面平行且指向z轴负方向(如图中实线所示),但其大小未知;在z<0区域存在平行于xOy平面且指向x轴负方向的
匀强磁场B0(大小已知);在y>0,z>0区域存在平行于xOy平面且指向x轴负方向的匀强磁场B(大小未知)。在坐标为(0, 2b,b)的P点,一个质量为m,电荷量为q的正点电荷(不计重力),以垂直于z轴的初速度v0沿y轴正方向进入匀强电场,恰好从坐标原点O进入z<0区域的匀强磁场中。
【思路导引】
(1)带电粒子沿垂直电场线的方向进入匀强电场后,做类平抛运动。
(2)带电粒子沿垂直磁感线的方向进入匀强磁场后,做匀速圆周运动。
(3)带电粒子沿与磁感线的方向成一定夹角(非直角)的方向进入匀强磁场后,做螺旋线运动。
【思路导引】
(1)带电粒子在复合场中的复杂运动可分解为两个或多个简单的运动,例如:匀变速直线运动、匀速圆周运动等。
(2)研究不同的分运动,应选择观察角度合适的视图进行观察。
√
√
2.(2025·汕头模拟)如图所示,三维坐标系Oxyz中,在y>0的空间同时存在沿y轴正方向的匀强电场和沿x轴负方向的匀强磁场,在y<0的空间存在沿z轴正方向的匀强磁场。带负电的粒子从P(0,d,0)以速度v0在yOz平面内沿z轴正方向发射,恰好做匀速直线运动。两处磁场磁感应强度大小均为B,不计粒子重力,结果可含π。
(1)求匀强电场的电场强度大小E;
答案:(1)v0B　
【解析】(1)粒子做匀速直线运动,有qv0B=qE
解得E=v0B
(3)在第(2)问条件下,粒子在y<0的磁场空间中速度第一次垂直y轴时,求粒子的坐标。
答案: (3)(2d, 2d,(2+π)d)
(3)若匀强电场的电场强度的大小取第(2)问中的最大值,现让abfe屏向左沿 z轴方向移动0.2 m,求粒子打在abfe屏上x轴坐标最大值和最小值时对应点的y轴坐标。
答案: (3)0.2 m　0.05 m