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高考物理二轮复习专题五科学思维篇2活用“三大观点”解析电磁学综合问题讲义()

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高考物理二轮复习专题五科学思维篇2活用“三大观点”解析电磁学综合问题讲义()

1、科学思维篇2活用“三大观点”解析电磁学综合问题电磁学综合问题一直是高考中的必考内容且几乎每年都作为压轴题出现,同时在选择题中也有所体现主要考查方向有两大类:(1)带电粒子在复合场中的运动;(2)电磁感应现象中动力学问题、能量问题、电路问题等在复习中该部分一定是重点复习内容,不仅对于基本内容及规律要熟练应用,对于综合问题也一定要强化训练,形成解决电磁综合问题的信心和习惯带电粒子在复合场中的运动【高分快攻】1带电粒子在组合场中运动的分析思路第1步:分阶段(分过程)按照时间顺序和进入不同的区域分成几个不同的阶段;第2步:受力分析和运动分析,主要涉及两种典型运动,如关系图;第3步:用规律2带电粒子在叠

2、加场中运动的分析方法【典题例析】 (2019高考全国卷)如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力求(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间解析(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速后的速度大小为v.由动能定理有qUmv2设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由洛伦兹力公式和牛顿第二定

3、律有qvBm由几何关系知dr联立式得.(2)由几何关系知,带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为srtan 30带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为t联立式得t.答案(1)(2)【题组突破】 角度1磁场磁场组合场中的运动分析1.(2019高考全国卷)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限粒子在磁场中运动的时间为()ABCD解析:选B.设带电粒子进入第二象限的速度为v,在第二象限和第一象限中运动的轨迹如图所示,对应的轨迹半径

4、分别为R1和R2,由洛伦兹力提供向心力有qvBm、T,可得R1、R2、T1、T2,带电粒子在第二象限中运动的时间为t1,在第一象限中运动的时间为t2T2,又由几何关系有cos ,则粒子在磁场中运动的时间为tt1t2,联立以上各式解得t,选项B正确,A、C、D均错误 角度2电场磁场组合场中的运动分析2(2019全真模拟卷一)如图所示,在直角坐标系xOy平面内,虚线MN平行于y轴,N点坐标为(L,0),MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场,在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的矩形有界匀强磁场(图中未画出)现有一质量为m、电荷量为e的电子,从虚线MN上的P点,以平行于x轴正方向的初速度v0射入

5、电场,并从y轴上点A射出电场,射出时速度方向与y轴负方向成30角,此后,电子做匀速直线运动, 进入矩形磁场区域并从磁场边界上点Q射出,速度沿x轴负方向,不计电子重力,求:(1)匀强电场的电场强度E的大小;(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小和电子在磁场中运动的时间t;(3)矩形有界匀强磁场区域的最小面积Smin.解析:(1)设电子在电场中运动的加速度大小为a,时间为t0,离开电场时,沿y轴方向的速度大小为vy则Lv0t0,a,vyat0,vy联立解得E.(2)设轨迹与x轴的交点为D,O、D间的距离为xD,则xDLtan 30L所以DQ平行于y轴,电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道的圆心在DQ上,电子运动轨迹如图所示设电子离开电场时速度大小为v,在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r,周期为T则evBm,v由几何关系有rL即r联立以上各式解得B电子在磁场中偏转的角度为120,则有tT解得t.(3)以切点F、Q的连线为矩形的一条边,与电子的运动轨迹相切的另一边作为FQ的对边,此时有界匀强磁场区域面积最小Sminr解得Smin.答案:见解析角度3电场与磁场并存的叠加场问题3(2017高考全国卷)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里三个带正电的微粒a

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