押浙江卷计算大题18 带电粒子在电场磁场中的运动-2025年高考物理冲刺抢押秘籍专题讲练（浙江专用）（原卷版）.docx
PAGE5/NUMPAGES6
押浙江卷计算大题18
带电粒子在电场磁场中的运动
猜押题型
考情分析
命题思路
16大题
一般作为计算题的第四题，难度大，从历年浙江物理选考真题卷来看，带电粒子在电场磁场中运动的计算大题考查频率较高，在每一次选考中都会出现。
情境创设新颖且复杂：命题常创设丰富多样、紧密联系实际或前沿科技的物理情境。比如以质谱仪、回旋加速器等仪器设备为背景，考查带电粒子在其中的运动过程；或是模拟带电粒子在星际空间中受天体磁场影响的运动等。
知识综合程度极高：这类计算大题绝非单一知识点的考查，而是将电场力、洛伦兹力的性质与计算，带电粒子在电场中的加速、偏转（类平抛运动），在磁场中的匀速圆周运动，以及牛顿第二定律、动能定理、能量守恒定律等知识深度融合。在分析粒子运动时，既要依据电场磁场特性确定粒子受力，又要结合运动学知识判断运动状态变化，还要从能量角度分析能量转化情况。
数学能力要求严苛：为精准求解此类问题，学生需熟练运用各类数学工具。常涉及到平面几何知识，用于确定带电粒子在磁场中圆周运动的圆心、半径、轨迹与几何边界的关系
整体而言，浙江物理选考中带电粒子在电场磁场中运动的计算大题难度呈稳步上升态势。近年来，题目所设置的物理过程愈发错综复杂，多场叠加、多阶段运动频繁出现，对学生分析和拆解复杂问题的能力提出了更高要求。例如在2024年部分真题中，带电粒子不仅要在多个不同方向、强度的电场和磁场中依次运动，运动过程中还可能伴随粒子的分裂、电荷的增减等特殊情况，每个阶段衔接紧密，学生需细致分析每个状态变化原因与遵循的物理规律，这无疑大幅增加了题目的难度。不过，命题在难度提升的同时，也注重合理设置梯度，一般前1-2问较为基础，考查基本概念和简单应用，如判断粒子在电场或磁场中的受力方向、计算粒子在单一电场中的加速度等；后几问则逐步深入，考查学生对知识的深度理解与综合运用，如分析粒子在复杂复合场中的运动轨迹与能量转化，进而有效区分不同能力层次的学生
常考考点：电场力、洛伦兹力，圆周运动、带电粒子在电磁场中的运动……
1．离子注入机的原理图如图甲所示，由发射源、加速电场、速度选择器、偏转注入磁场、中性粒子回收器组成。均匀分布的混合粒子束离开发射源后，带电粒子在加速电场中加速，后以相同速度通过速度选择器，再进入偏转磁场，最终打在待掺杂半导体上；中性粒子始终沿原方向运动，被回收器回收。已知所有带电粒子均带正电，带电荷量为+q、质量为m，速度选择器两极板间的电压U可调，板间距为d，极板长度为3d，极板间磁场的磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里，加速电场的加速电压为U1，待掺杂半导体的长度为2d
(1)求粒子离开发射源时的速度大小。此时要使所有粒子均能通过速度选择器，求U的值U2
(2)在U=U2时，若加速电场的加速电压在U1～k+1
(3)若U1保持不变，U随时间线性变化的规律如图乙所示（可认为带电粒子进入速度选择器后所受合力不变），周期为T
①要求所有进入偏转磁场的带电粒子全部打在半导体上，求偏转磁场的磁感应强度大小B2
②已知发射源t时间发射总粒子数为N，中性粒子回收器t时间回收粒子数目为N4，在B
2．利用电场、磁场可以控制离子的运动路径。如图所示，空间直角坐标系O?xyz中，x轴正方向水平向右、z轴正方向竖直向上、y轴正方向垂直xOy平面向外，离子源位于坐标原点O，在xOz平面内沿与x轴成θ=37°角方向发射速率为v，质量为m，电荷量为q的正离子，在yOz平面右侧区域内存在水平向左的匀强磁场，磁感应强度大小为B，从O点射出的离子经过时间Δt=2πmBq穿过x
(1)求P点坐标。
(2)去掉磁场，在xOz平面内加上竖直向下的匀强电场，从离子源发出的离子向上运动，轨迹最高点到x轴的距离为dm
①所加电场的场强大小；
②离子回到x轴时的位置。
(3)保留原磁场，同时在yOz平面右侧区域加水平向右的匀强电场，场强大小为E
①经过时间Δt
②经过时间Δt
3．如图所示，半径为R的实线圆形边界内存在垂直纸面向外的匀强磁场（未画出），一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力）从圆周上的A点以速度v0射入磁场，从B点射出磁场，运动轨迹的半径为2R，粒子在圆形边界内的运动时间为速率相同情况下运动时间的最大值，D点是入射速度延长线与出射速度反向延长线的交点，C点是出射速度延长线上一点，D、C两点间的距离为3R，过C点的虚线CE、CM分别与AD平行和垂直，虚线MN与CE平行，且MN与CE的间距为4R，CM、CE与MN所围区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），粒子从C点进入磁场，到达MN时轨迹正好与MN相切于
(1)实线圆形边界内匀强磁场的磁感应强度大小B1
(2)CE与MN间匀强磁场的磁感应强度大小B2
(3)粒子从A到P