高考物理 磁场精讲精练 带电粒子在组合场和复合场中的运动

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1、带电粒子在组合场和复合场中的运动一、复合场与组合场1．复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．2．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现．二、带电粒子在复合场中的运动分类1．静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动．2．匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等、方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动．3．非匀变速曲线运动当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时

2、粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是拋物线．4．分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成．[自我诊断]1．判断正误(1)带电粒子在复合场中的运动一定要考虑重力．(×)(2)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态．(×)(3)带电粒子在复合场中不可能做匀速圆周运动．(×)(4)带电粒子在复合场中做匀变速直线运动时，一定不受洛伦兹力作用．(√)(5)带电粒子在复合场中做圆周运动时，一定是重力和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力．(√)(6)带电粒子在复合场中运动涉及功能关系时，洛伦兹力可能做功．(×)2．

3、(多选)如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B，有一个带正电的小球(电荷量为＋q、质量为m)从电、磁复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过电、磁复合场的是()解析：选CD.A图中小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力，下降过程中速度一定变大，故洛伦兹力一定增大，不可能一直与电场力平衡，故合力不可能一直向下，故一定做曲线运动，故A错误．B图中小球受重力、向上的电场力、垂直纸面向外的洛伦兹力，合力与速度方向一定不共线，故一定做曲线运动，故B错误．C图中小球受重力、向左上方的电场力、水平向右的洛伦兹力，若三力平衡，则

4、小球做匀速直线运动，故C正确．D图中小球受向下的重力和向上的电场力，合力一定与速度共线，故小球一定做直线运动，故D正确．3．(多选)在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，且两者正交．有两个带电油滴，都能在竖直平面内做匀速圆周运动，如右图所示，则两油滴一定相同的是()A．带电性质B．运动周期C．运动半径D．运动速率解析：选AB.油滴受重力、电场力、洛伦兹力做匀速圆周运动．由受力特点及运动特点qg知，得mg＝qE，结合电场方向知油滴一定带负电且两油滴比荷＝相等．洛伦兹力提供向mE2πmmv心力，有周期T＝，所以两油滴周期相等，故选A、B.

5、由r＝知，速度v越大，半径qBqB则越大，故不选C、D.4．(2017·湖北襄阳调研)如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为()A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小解析：选A.设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v，该速度与水平方向的夹角为θ，v0mv故有v＝.粒子在磁

6、场中做匀速圆周运动半径为r＝.而MN之间的距离为d＝2rcoscosθqBmv0θ.联立解得d＝2，故选项A正确．qB考点一带电粒子在组合场中的运动1．是否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、金属块等一般应当考虑其重力．(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单．(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否要考虑重力．2．“电偏转”与“磁偏转”的比较垂直电场线进入匀强电场(不垂

7、直磁感线进入匀强磁场(不计重力)计重力)电场力FE＝qE，其大小、方向洛伦兹力FB＝qvB，其大小不受力情况不变，与速度v无关，FE是恒变，方向随v而改变，FB是变力力轨迹抛物线圆或圆的一部分运动轨迹利用类似平抛运动的规律求解：mv半径：r＝vx＝v0，x＝v0tqBqE2πmvy＝·t，周期：T＝mqB求解方法y＝1·qE·t2偏移距离y和偏转角φ要结2m合圆的几何关系利用圆周运偏转角φ：动规律讨论求解vyqEttanφ＝＝vxmv0xφφm运动时间t＝t＝T＝v02πBq动能变化不变考向1：先电场后磁场对于粒子从电场进入磁场的运动，常见的有两种情况：(1)先在

8、电场中做加