带电粒子在电场和磁场中的运动解读

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1、Word格式永泰三中2011届高三二轮专题复习专题四  带电粒子在电场和磁场中的运动以“带电粒子在电场磁场中的运动”为题材的物理题，是高考的热点。每年的高考试卷和今年的各省试卷，几乎都有此类题，并且多是大题、计算题或综合题甚至是压轴题。为什么以“带电粒子在电场磁场中的运动”为题材的物理题是高考的热点呢？因为要在很短的时间内以有限的题目考查高中物理那么多的知识点，就要通过一个题目考查几个而不是一个知识点，也就是题目要有综合性，而以“带电粒子在电场磁场中的运动”为题材的物理题，要考查电场、电场力、加速度、速度、

2、位移、匀速运动、匀加速运动及磁场、洛伦兹力、圆周运动、向心力、向心加速度、线速度、角速度、角度以及几何作图、数字演算等很多知识点，也就是说，以“带电粒子在电场磁场中的运动”为题材的物理题容易出成综合题。一、考点回顾 1.基本公式：2．三种力： 大小、 方向 、决定因素　　重力 G=mg=GMm/R2 竖直向下 由场决定，与物体的运动状态（v）无关　　电场力 F=qE 与E方向平行 　　洛伦兹力 f=Bqv 与B、v平面垂直（左手定则） 由场和物体的运动状态（v）共同决定3．重力的分析： (1)对于微观粒子，

3、如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，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； (2)对于一些实际物体，如带电小球、液滴等不做特殊交待时就应当考虑重力； (3)在题目中有明确交待是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单。 4．电场力和洛伦兹力的比较： (1)在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用； (2)电场力的大小与电荷的运动的速度无关；而洛伦兹力的大小与电荷运动的速度大小和方向均有关； 

4、完美整理Word格式(3)电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直； (4)电场既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小； (5)电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能； (6)匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛伦兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧。 5．带电粒子在独立匀强场中的运动： 　　

5、(1)不计重力的带电粒子在匀强电场中的运动可分二种情况：平行进入匀强电场，在电场中做匀加速直线运动和匀减速直线运动；垂直进入匀强电场，在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动)； 　　(2)不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分二种情况：平行进入匀强磁场时，做匀速直线运动；垂直进入匀强磁场时，做变加速曲线运动(匀速圆周运动)； 6．不计重力的带电粒子在匀强磁场中做不完整圆周运动的解题思路： 　　不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r=mv/Bq；其运动周期T=2πm/Bq(与速度大小无关) 

6、　　(1)用几何知识确定圆心并求半径：因为F方向指向圆心，根据F一定垂直v，画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识求其半径与弦长的关系； 　　(2)确定轨迹所对的圆心角，求运动时间：先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°(或2p)计算出圆心角θ的大小，再由公式t=θT/3600(或θT/2π)可求出运动时间。 7．带电粒子在复合场中运动的基本分析 　　复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场。必须同时考虑电场

7、力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要。所以问题本质还是物体的动力学问题。 　　分析此类问题的一般方法为：首先从粒子的开始运动状态受力分析着手，由合力和初速度判断粒子的运动轨迹和运动性质，注意速度和洛伦兹力相互影响这一特点，将整个运动过程和各个阶段都分析清楚，然后再结合题设条件，边界条件等，选取粒子的运动过程，选用有关动力学理论公式求解。 完美整理Word格式　　粒子所受的合力和初速度决定粒子的运动轨迹及运动性质： 　　当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时

8、，粒子将做匀速直线运动或静止。 　　当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动。 　　当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动，且恒力的合力一定为零。 　　当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理。 8．实际应用模型有：显像管、回旋加速器、速度选择器、正负电子对撞机、质谱仪、电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应