专题07带电粒子在复合场中的运动（专题）-2017年高考物理考纲解读与热点难点突破

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1、专题7带电粒子在复合场中的运动[2017年高考考纲解读】(1)主要考查三种常见的运动规律，即匀变速直线运动、平抛运动及圆周运动.一般出现在试卷的压轴题中.(2)以电磁技术的应用为背景材料，联系实际考查学以致用的能力，一般出现在压轴题中.(3)偶尔11!现在选择题中，给11!一段技术应用的背景材料，考查带电粒子在场中的运动规律及特点.【命题趋势】(1)考查带电粒子在组合场中的运动问题；(2)考查帯电粒子在复合场中的运动问题；(3)考查以带电粒子在组合场、复合场中的运动规律为工作原理的仪器在科学领域、生活实际中的应用.1重点、难点剖析】一

2、、带电粒子在“组合场”中的运动(1)组合场：指电场、磁场、重力场有两种场同时存在，但各位于一定的区域内且并不重叠，且带电粒子在一个场中只受一种场力的作用。(2)对“组合场”问题的处理方法最简单的方法是进行分段处理，要注意在两种区域的交界处的边界问题与运动的连接条件，根据受力情况分析和运动情况分析，人致画出粒子的运动轨迹图，从而有利于直观地解决问题。【方法技巧】解决带电粒子在组合场中运动的一般思路和方法：(1)明确组合场是由哪些场组合成的。(2)判断粒子经过组合场时的受力和运动情况，并画出相应的运动轨迹简图。(3)带电粒子经过电场时利用

3、动能定理和类平抛运动知识分析。(4)带电粒子经过磁场区域时通常用圆周运动知识结合几何知识來处理。二、带电粒子在复合场中的运动1.正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提带电粒子在复合场中做什么运动，収决于带电粒子所受的合外力及初始运动的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。2•灵活选用力学规律是解决问题的关键当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解;当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动吋，往往同吋应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解;当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用

4、动能定理或能暈守恒定律列方程求解。由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，往往出现临界问题，此时应以题目中出现的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解。三、带电粒子在周期性的电场、磁场中的运动带电粒子在交变电场或磁场中运动情况较复杂，运动情况不仅取决于场的变化规律，还与粒子进入场的时刻有关，一定要从粒子•的受力情况着手，分析出粒子在不同时间间隔内的运动情况，若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间，那么粒子在穿越电场的过程屮，可看做匀强电场。【方法技巧】空间存在的电

5、场或磁场是随时间周期性变化的，一般呈现“矩形波”的特点。交替变化的电场及磁场会使带电粒子顺次经过不同特点的电场、磁场或叠加的场，从而表现出多过程现象，其特点较为隐蔽，应注意以下两点：(1)仔细确定各场的变化特点及相应时间，其变化周期一般与粒子在磁场屮的运动周期关联。(2)把粒子的运动过程用直观草图进行分析。【误区警示】L忽略带电体的重力导致错误带电体的重力是否忽略，关键看重力与其他力大小的关系比较，一般一些微观粒子如电子、质子、a粒子等重力忽略不计，而一些宏观带电体，如带电小球、带电液滴等重力不能忽略。1.不能挖掘出隐含条件导致错误带

6、电粒子在复合场中的运动，往往会出现临界状态或隐含条件，应以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等为突破口，挖掘隐含条件，并根据临界条件列出方程，再与其他方程联立求解。3•混淆处理“磁偏转”和“电偏转”(1)粒子在恒力(如重力、电场力等)作用下的“电偏转”是类平抛运动，采用分解为匀速运动和匀加速运动來处理。(2)粒子在洛伦兹力作用下的偏转是匀速圆周运动，采用圆周运动规律结合几何关系来处理。【题型示例】题型1、带电粒子在组合复合场中的运动例1.(2016・全国卷I,15)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图1所示，其

7、屮加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从岀口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原來的12倍。此离子和质子的质量比约为()加速电场•八•✓♦出口—:・・图1A.11B.12C.121D.144【举一反三】（2015•重庆理综，9,18分）如图为某种离子加速器的设计方案•两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中和M'N'是间距为〃的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔O和O',O'N'=ON=d,

8、P为靶点，O'P=kd（k为大于1的整数）.极板I'可存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为U质量为加、带电量为q的正离子从O点由静止开始加速，经0’进入磁场区域.当离子打到极板上O’Nr区域（含M点）或外壳上时将会被吸