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高考新动向 2 带电粒子在立体空间的运动
带电粒子在立体空间中的组合场、叠加场的运动问题,通过受力分析、运动分析,转换
视图角度,充分利用分解的思想,分解为直线运动、圆周运动、类平抛运动,再利用每种运
动对应的规律进行求解.
常见粒子在立体空间的运动轨迹特点,粒子的运动为一个轴方向的直线运动和垂直轴的
平面中的曲线运动,或粒子从一个平面的曲线运动变换到另一个平面的曲线运动.
例1 (2022·山东济宁市一模)如图所示,真空中的立方体棱长为 0.8 m,底面中心处有一点
状放射源S,仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射α粒子,所有α粒子的速率均为v=
5.0×106 m/s,已知α粒子的比荷为=5.0×107 C/kg,现给立方体内施加竖直向上的匀强磁
场,使所有α粒子恰好能束缚在正方形abcO区域内.abfe面放有一个屏,该屏可以沿z轴
左右平移.
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)在正方体内再施加竖直向上的匀强电场,要使所有粒子刚好都能从上表面中心 P离开,
求所加匀强电场的电场强度E的大小(结果用π表示);
(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方向移动
0.2 m,求粒子打在abfe屏上x坐标最大值和最小值时对应点的y轴坐标.
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例2 (2022·山东卷·17)中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破,该装置中用电磁
场约束和加速高能离子,其部分电磁场简化模型如图所示,在三维坐标系 Oxyz中,0