C095专题复习-带电粒子在电磁场中的运动

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1、专题复习—带电粒子在电磁场中的运动庞留根吕叔湘中学2007年7月http://www.dyszplg.comEmail:dyszplg@yahoo.com.cn一、考点剖析二、知识结构知识,方法,应用三、复习精要2007年理综山东卷2507届广东省惠阳市综合测试卷三182007年天津理综卷252007年高考广东卷192004年全国卷Ⅱ2407届南京市综合检测题（二）1106年12月广州市X科统考卷182007年理综全国卷Ⅰ2507年1月山东潍坊市期末统考162007年高考广东卷20带电粒子在电磁场中的运动带电粒子在电场中的运动比物体在重力场中的运动要丰富得多，它与运动学、动力学

2、、功和能、动量等知识联系紧密，加之电场力的大小、方向灵活多变，功和能的转化关系错综复杂，其难度比力学中的运动要大得多。带电粒子在磁场中的运动涉及的物理情景丰富，解决问题所用的知识综合性强，很适合对能力的考查，是高考热点之一。带电粒子在磁场中的运动有三大特点：①与圆周运动的运动学规律紧密联系②运动周期与速率大小无关③轨道半径与圆心位置的确定与空间约束条件有关，呈现灵活多变的势态。因以上三大特点，很易创造新情景命题，故为高考热点，近十年的高考题中，每年都有，且多数为大计算题。一、考点剖析：带电粒子在复合电磁场中的运动：若空间中同时同区域存在重力场、电场、磁场，则使粒子的受力情况复杂

3、起来；若不同时不同区域存在，则使粒子的运动情况或过程复杂起来，相应的运动情景及能量转化更加复杂化，将力学、电磁学知识的转化应用推向高潮。该考点为高考命题提供了丰富的情景与素材，为体现知识的综合与灵活应用提供了广阔的平台，是高考命题热点之一。二、知识结构带电粒子在电磁场中的运动在电场中的运动直线运动：如用电场加速或减速粒子偏转：类平抛运动，一般分解成两个分运动匀速圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束在磁场中的运动直线运动：带电粒子的速度与磁场平行时匀速圆周运动：带电粒子的速度与磁场垂直时在复合场中的运动直线运动：垂直运动方向的力必定平衡匀速圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛

4、伦兹力提供向心力一般的曲线运动：知识方法应用运动电荷的受力情况仅在电场力作用下仅在磁场力作用下在复合场力作用下电荷的曲线运动情况类平抛运动圆周运动多过程运动运用的知识和方法三种场力的知识运动学公式运动的合成与分解三大力学规律圆的几何知识边界条件的寻找和隐含条件的挖掘实际应用示波器回旋加速器质谱仪显像管三、复习精要：1、带电粒子在电场中的运动(1)带电粒子的加速由动能定理1/2mv2=qU(2)带电粒子的偏转带电粒子在初速度方向做匀速运动L=v0tt=L/v0带电粒子在电场力方向做匀加速运动F=qEa=qE/m带电粒子通过电场的侧移偏向角φφvyvtv00(3)处理带电粒子在电场

5、中的运动问题的一般步骤：①分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否要考虑重力、电场力是否是恒力等②分析带电粒子的初始状态及条件，确定粒子是作直线运动还是曲线运动③建立正确的物理模型，进而确定解题方法④利用物理规律或其它解题手段（如图像等）找出物理量间的关系，建立方程组2、带电粒子在磁场中的运动带电粒子的速度与磁感应线平行时,能做匀速直线运动；当带电粒子以垂直于匀强磁场的方向入射，受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动。当带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心力时，其余各力的合力一定为零.带电粒子在磁场中的运动常因各种原因形成多解，通常原因有：①带电粒子的电性及磁场方向的不确定性

6、，②粒子运动方向的不确定性及运动的重复性，③临界状态的不唯一性等。3.带电粒子在复合场中的运动当带电粒子在电磁场中作多过程运动时,关键是掌握基本运动的特点和寻找过程的边界条件.当带电粒子做电磁场中运动时，电场力和重力可能做功,而洛仑兹力始终不做功.带电粒子在复合场中的运动，其本质是力学问题，应按力学的基本思路，运用力学的基本规律研究和解决此类问题。2007年理综山东卷2525．飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，

7、到达探测器。已知元电荷电量为e，a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。探测器LdabMNLS激光束P（1）当a、b间的电压为U1时，在M、N间加上适当的电压U2，使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K（K=ne/m）的关系式。（1）解：由动能定理：n价正离子在a、b间的加速度在a、b间运动的时间在MN间运动的时间：t2=L/v离子到达探测器的时间：（2）去掉偏转电压U2，在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B，若进入a、b