带电物体在电磁场中的运动上

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1、物理专题复习带电物体在电磁场中的运动（上）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、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

2、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

3、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，由洛伦兹力提供向心力一般的曲线运动：三、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

4、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例1.如图甲所示，带电粒子(不计重力)以水平向右的初速度v0先通过有界匀强电场E，后通过有界匀强磁场B，再从磁场右边穿出，此过程中该粒子动能的改变量为Ek1；若如图乙所示，将该匀强电场和匀强磁场区域正交叠加，再让该粒子以同样的初速度水平向右穿越叠加场区而从右边穿出，此过程中该粒子动能的改变量为Ek2．比较Ek1和Ek2的大小，下列说法中正确的是（）A．一定有Ekl>Ek2B．一定有Ekl=Ek2C．一定有Ekl

5、k2D．Ek1>Ek2、Ekl=Ek2、Ek1Eqd。D正确例2、如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的小球从高度为h的A点以速度v0水平抛出，第一次落地点为P。不计空气阻力，重力加速度为g

6、。（1）小球从A点运动到P点的过程,求位移L的大小。（2）在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，求电场强度E的大小。（3）若在此电场空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球第一次落地点仍然是P点，求磁感应强度B的大小。v0APh解：（1）由平抛运动规律有得到（2）小球在电场中做匀速运动，所受合外力为零mg=qE解得（3）小球在磁场中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律v0R-hsRO由几何关系R2=s2+（R－h）2联立解得例3.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电

7、场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是()A．微粒一定带负电B．微粒动能一定减小C．微粒的电势能一定增加D．微粒的机械能一定增加abEAD解见下页解：abE根据做直线运动的条件和受力情况可知，微粒一定带负电，且做匀速直线运动，A对B错，qEmgqvB由于电场力向左对微粒做正功,电势能一定减小,C错,由能量守恒可知：电势能减小，机械能一定增加，D对解题感悟：带电体在重力场、电场、磁场的复合场中，只要做直线运动，一定是匀速直线

8、运动（v与B不平行）。若速度是变的，则洛仑兹力是变的，合力是变的，合力与速度不在一条直线上,就会做曲线运动。例4。如图所示，在直角坐标系xOy内，有一质量为m、电量为+q的电荷从原点O沿y轴正方向以初速度v0出发，电荷重力不计。现要求该电荷能通过P(a、-b).试设计在电荷运动的整个空间范围内加上“电场”或“磁场”，并运用物理知识求解出一种简单、常规的方案。（1）说明电荷由O到P的运动性质并在图中绘出电荷运动轨迹；（2）用必要的运算说明你设计的方案中相关物理量的表达式（用题设已知条