高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 第2讲 带电粒子在复合场中的运动学案

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1、第2讲　带电粒子在复合场中的运动知识必备1.两种场的模型及三种场力(1)两种场模型①组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠。②复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域。(2)三种场力①重力：G＝mg，总是竖直向下，为恒力，做功只取决于初、末位置的高度差。②电场力：F＝qE，方向与场强方向及电荷电性有关，做功只取决于初、末位置的电势差。③洛伦兹力：F洛＝qvB(v⊥B)，方向用左手定则判定，洛伦兹力永不做功。2.带电粒子的运动(1)匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，带电粒

2、子做匀速直线运动。如速度选择器。(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与静电力平衡时，带电粒子可以在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。(3)较复杂的曲线运动带电粒子可能依次通过几个性质不同的复合场区域，其运动情况随区域情况发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。备考策略1.必须领会的“4种方法和2种物理思想”(1)对称法、合成法、分解法、临界法等；(2)等效思想、分解思想。2.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，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

3、情况和受力情况结合起来进行分析。3.灵活选用力学规律是解决问题的关键非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。(1)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。(2)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。(3)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。　带电粒子在组合场中的运动【真题示例】(2017·天津理综，11)平面直角坐标

4、系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图1所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动。Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，问：图1(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。解析　(1)在电场中，粒子做类平抛运动，设Q点到x轴距离为L，到y轴距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，有2L＝v0t①L＝at2②设粒子到达O点时沿y轴方

5、向的分速度为vyvy＝at③设粒子到达O点时速度方向与x轴正方向夹角为α，有tanα＝④联立①②③④式得α＝45°⑤即粒子到达O点时速度方向与x轴正方向成45°角斜向上。设粒子到达O点时速度大小为v非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。，由运动的合成有v＝⑥联立①②③⑥式得v＝v0⑦(2)设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，由牛顿第二定律可得F＝ma⑧又F＝qE⑨设磁场的磁感应强度大小为B，粒子在

6、磁场中做匀速圆周运动的半径为R，所受的洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m⑩由几何关系可知R＝L⑪联立①②⑦⑧⑨⑩⑪式得＝⑫答案　(1)v0　方向与x轴正方向成45°角斜向上(2)真题感悟1.高考考查特点本考点的高考命题主要考查带电粒子“电偏转”、“磁偏转”问题，常会结合回旋加速器、质谱仪等背景命题。熟悉两类偏转方式的不同规律及不同处理方法是突破的关键。2.常见误区及临考提醒(1)电、磁偏转类型混淆，规律不清，处理方法不当。(2)组合场问题中不能分段画出各自的轨迹，抓不住“过渡点”的特点。(3)不能全面考虑粒子是否受重力作用。(4)处理带电粒子在复合场

7、中的运动时要做到“三个分析”：①受力分析；②运动分析；③能量转化分析。非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。预测1组合场与现代科技相结合预测2带电粒子在组合场中的运动1.(2017·衡水检测)如图2为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器

8、，下列说法正确的是(　　)图2A.带电粒子每运动一周被加速两次B.带电粒子每运动一周P1P2＝P3P4C.加速粒子的最大速