高考物理大二轮复习专题六电场与磁场第2讲带电粒子在复合场中的运动讲学案

《高考物理大二轮复习专题六电场与磁场第2讲带电粒子在复合场中的运动讲学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2讲　带电粒子在复合场中的运动课标卷高考命题分析年份题号·题型·分值模型·情景题眼分析难度2016年Ⅰ卷15题·选择题·6分质谱仪电场加速、磁场偏转的规律易2017年Ⅰ卷16题·选择题·6分带电微粒子在复合场中的运动匀速圆周运动的条件、洛伦兹力方向的判断中1．带电粒子在电场中常见的运动类型(1)匀变速直线运动：通常利用动能定理qU＝mv2－mv02来求解；对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解．(2)偏转运动：一般研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题．对于类平抛运动可直接利用平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动的合成与分解的方法来

2、处理．2．带电粒子在匀强磁场中常见的运动类型(1)匀速直线运动：当v∥B时，带电粒子以速度v做匀速直线运动．(2)匀速圆周运动：当v⊥B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度做匀速圆周运动．3．复合场中是否需要考虑粒子重力的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些宏观物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应考虑其重力．(2)题目中有明确说明是否要考虑重力的情况．(3)不能直接判断是否要考虑重力的情况，在进行受力分析与运动分析时，根据运动状态可分析出是否要考虑重力．1．正确分

3、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，取决于带电粒子所受的合外力及初始运动状态的速度，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时，往往同时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，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．高考题型1　带电粒子在叠加场中的运动分析例1　(2017·广东惠州市第三次调研)平面OM和水平面ON之间的夹角为3

4、0°，其横截面如图1所示，平面OM和水平面ON之间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，匀强电场的方向竖直向上．一带电小球的质量为m，电荷量为q，带电小球沿纸面以大小为v0的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度方向与OM成30°角，带电小球进入磁场后恰好做匀速圆周运动，已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON恰好相切，且带电小球能从OM上另一点P射出磁场(P未画出)．图1(1)判断带电小球带何种电荷？所加电场强度E为多大？(2)带电小球离开磁场的出射点P到两平面交点O的距离s多大？(3)带电小球离开磁场后继续运动，能打在左侧竖直

5、的光屏OO′上，求此点到O点的距离多大？答案　(1)正电荷　　(2)　(3)＋解析　(1)小球在复合场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，小球受到的电场力与重力平衡，小球所受电场力竖直向上，电场力方向与场强方向相同，则小球带正电荷；电场力与重力大小相等，则qE＝mg，解得：E＝；(2)小球进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv0B＝m，解得：r＝，根据题意，带电小球在匀强磁场中的运动轨迹如图所示，Q点为运动轨迹与ON相交的点，I点为入射点，P点为出射点，则IP为圆轨道的弦，小球离开磁场的速度方向与OM的夹角也为30°，由

6、几何关系可得，QP为圆轨道的直径，所以OP的长度为：s＝＝＝4r＝；(3)带电小球从P点离开磁场后做平抛运动，设小球打在光屏上的T点，竖直位移为y.水平位移：x＝v0t，解得：t＝＝＝，竖直位移：y＝gt2＝，如图所示，OT的距离为：H＝2r＋y＝＋.1．弄清叠加场的组成特点．2．正确分析带电粒子的受力及运动特点．3．画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．(1)若只有两个场且正交，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止．例如电场与磁场中满足qE＝qvB；重力场与磁场中满足mg＝qvB；重力场与电场中满足mg＝qE.(2)三场共存时，若合力为零，则粒

7、子做匀速直线运动；若粒子做匀速圆周运动，则有mg＝qE，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即qvB＝m.(3)当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．1．(2017·全国卷Ⅰ·16)如图2，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、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动．下列选项正确的是(　　)图2A．ma＞mb＞mcB．mb＞ma

8、＞mcC．mc＞ma＞mbD．mc＞mb＞ma答案　B解析　设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面