二轮专题复习：带电粒子在电磁场中的运动专题

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1、.二轮专题复习：带电粒子在电磁场中的运动专题考点分析带电粒子在电磁场中的运动是高考必考的重点和热点，又是高中物理的一个难点。近几年高考题，题目一般是运动情景复杂、综合性强，将场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、功能关系以及交变电场等知识有机地结合，对考生的空间想像能力、物理过程和运动规律的综合分析能力，及用数学方法解决物理问题的能力要求较高。带电粒子在电场中有如下运动形式，即带电粒子在电场中的平衡问题、加速问题、偏转问题、轨迹问题及带电粒子在交变电场中的运动问题。解决的具体方法：平衡问题运用物体的平衡条件；直线运动问题运用运动学公式、牛顿运动定律及能量关系；偏转问题运用运动的

2、合成和分解，以及类平抛运动规律等窗体顶端；而对带电粒子在交变电场中运动，则应从粒子的受力情况入手，结合其初始状态的速度，根据牛顿定律、能量守恒以及对称性来分析粒子在不同时间内的运动情况。带电粒子在磁场中的运动问题，利用洛仑兹力公式、圆周运动的相关知识知识解这类问题，还要牵涉到几何知识。从历年高考试题可以看出，以考查带电粒子在洛仑兹力作用下在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题为主，侧重对考生的空间想象能力、综合分析能力和灵活运用几何知识能力的考查。带电粒子在复合场中的运动包括带电粒子在匀强电场、交变电场、匀强磁场及包含重力场在内的复合场中的运动问题，也是高考必考内容。知识与方法总结

3、：一、带电粒子在电场中的运动1、带电粒子在电场中的加速：在匀强电场中的加速问题，一般属于物体受恒力作用（重力一般不计）运动问题。处理的方法有：（1）根据牛顿第二定律和运动学公式求解（动力学方法）；（2）根据动能定理与电场力做功求解（能量方法）.基本方程：加速度，场强，电场力做功.而对非匀强电场中的加速问题，处理的方法根据动能定理求解。其基本方程是：.2、带电粒子在电场中的偏转带电粒子垂直于匀强电场的场强方向进入电场后，受到恒定的电场力作用，而做类平抛运动。在垂直电场方向做匀速直线运动，即...而在沿电场力方向，做初速度为零的匀加速直线运动，则且通过电场区的时间：故粒子通过电场

4、区的侧移距离：，粒子通过电场区偏转角：.由此可见，侧移距离也可表示为：，即带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。这是一个很重要的结论，应注意理解和灵活运用。二、带电粒子在匀强磁场中的运动（不计重力）1、运动形式（1）带电粒子在磁场中运动时，若速度方向与磁感线平行，则粒子不受磁场力，做匀速直线运动：即：①为静止状态．②则粒子做匀速直线运动．（2）若速度方向与磁感线垂直，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。根据牛顿运动定律：，得轨道半径公式：又根据：，得周期公式：应该注意：带电粒子在

5、匀强磁场中的转动周期T与带电粒子的速度大小无关．2、思路及方法（1）圆心的确定：因为洛伦兹力F指向圆心，根据F⊥v，画出粒子运动轨迹中任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的F的方向，沿两个洛伦兹力F画出延长线，两延长线的交点即为圆心．或利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上，作出圆心位置．（2）半径和周期的计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径（或圆心角）。...带电粒子垂直磁场方向射入磁场，只受洛仑兹力，将做匀速圆周运动，此时应有，由此可求得粒子运动半径，周期，在实际问题中，半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的知识（如勾股定理等）求解。（3）粒子在磁场中运动时

6、间的确定：利用回旋角（即圆心角α）与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小，由公式可求出粒子在磁场中的运动时间．三、带电粒子在复合场中的运动所谓复合场，即重力、电场力、洛仑兹力共存或洛仑兹力与电场力同时存在等，当带电粒子所受合外力为零时，所处状态是匀速直线运动或静止状态，当带电粒子所受合力只充当向心力时，粒子做匀速圆周运动，当带电粒子所受合力变化且速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动。对于复合场或组合场中带电体运动的问题，其实是以洛仑兹力为载体，本质上可看作是力学题，仍可从三个方面入手：①动力学观点（牛顿定律结合运动学方程）；②能量观点

7、（动能定理和机械能守恒或能量守恒）；③动量观点（动量定理和动量守恒定律）．一般来说，对于微观粒子，如电子、质子、离子等不计重力，而一些实际物体，如带电小球、液滴等应考虑其重力．有时也可由题设条件，结合受力与运动分析，确定是否考虑重力．四、实际中的应用示波器、速度选择器、磁流体发电机、霍尔效应、电视显像管、质谱仪和回旋加速器等。典型示例迁移例1：如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此