2019版高考物理一轮复习 第10章 磁场 第38课时 带电粒子在组合场和复合场中的运动学案.doc

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1、第38课时　带电粒子在组合场和复合场中的运动考点1　带电粒子在组合场中的运动组合场是指电场、磁场和重力场分区域存在，这类问题运动过程较复杂，要通过判断、计算等方法做出粒子运动轨迹图，再根据运动特征选择确定几何关系，再运用相应规律解题。[例1]　(2017·河南天一联考)如图所示的坐标系中，第一象限存在与y轴平行的匀强电场，场强方向沿y轴负方向，第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场。P、Q两点在x轴上，Q点横坐标是C点纵坐标的2倍。一带电粒子(不计重力)若从C点以垂直于y轴的速度v0向右射入第一象限，恰好经过Q点。若该粒子从C点以垂直于y轴的速度v0

2、向左射入第二象限，恰好经过P点，经过P点时，速度与x轴正方向成90°角，则电场强度E与磁感应强度B的比值为(　　)A．v0B.v0C.v0D.v0解析　画出粒子运动轨迹如图所示；O点为粒子在磁场中的圆心；则∠POC＝90°，粒子在磁场中做圆周运动的半径为：r＝，＝r粒子在电场中做类平抛运动，有：＝2＝2r粒子在电场中运动的时间为：t＝＝＝＝at2＝··t2联立解得：E＝Bv0故E∶B＝v0，故B正确，A、C、D错误。答案　B带电粒子在组合场中运动主要是要分段分析，然后根据不同阶段的受力特点，运用物理规律解决。本题分成两段：①在磁场中做圆周运动，利

3、用圆周运动公式、牛顿定律等解决。②在电场中做类平抛运动，利用平抛运动规律及功能关系解决。连接两段的纽带——速度。(2017·黑龙江大庆一模)(多选)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子P＋和P3＋(　　)A．在电场中的加速度之比为1∶1B．在磁场中运动的半径之比为∶1C．在磁场中转过的角度之比为1∶2D．离开电场区域时的动能之比为1∶答案　

4、BC解析　两个离子P＋和P3＋的质量相同，其带电量是1∶3的关系，所以由a＝可知，其在电场中的加速度是1∶3，故A错误；在电场中由动能定理可得qU＝mv2，解得离子离开电场时的速度为：v＝，可知其速度之比为1∶，所以两离子离开电场的动能之比为1∶3，故D错误；又由qvB＝m知r＝，所以其半径之比为∶1，故B正确；设磁场宽度为L，离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有sinθ＝，由B项的分析知道，离子在磁场中运动的半径之比为∶1，则可知角度的正弦值之比为1∶，又P＋的角度为30°，可知P3＋角度为60°，即在磁场中转过的角度之比为1∶2，故C正

5、确。考点2　带电粒子在复合场中的运动带电体在复合场中无约束情况下的运动(1)洛伦兹力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题。(2)静电力、洛伦兹力并存(不计重力的微观粒子)①若静电力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。②若静电力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题。(3)静电力、洛伦兹力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动。②若重力与静电力平衡，一定做匀速圆周运动。③若合

6、力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒定律或动能定理求解问题。[例2]　如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m、带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场(图示方向)中。设小球带电荷量不变，小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有(　　)A．小球加速度一直减小B．小球的速度先减小，直到最后匀速C．杆对小球的弹力一直减小D．小球受到的洛伦兹力一直减小解析　小球上滑的过程中，在竖直方向上受到竖直向下的重力和摩擦力作用，所以小球的速度一直减小

7、到零，根据公式F洛＝qvB，小球所受洛伦兹力一直减小，B错误、D正确；在水平方向上，小球受到水平向右的电场力F、水平向左的洛伦兹力和杆的弹力FN三个力的作用，三力的合力为0，如果刚开始，小球的初速度较大，其洛伦兹力大于电场力，杆对小球的弹力水平向右，大小(FN＝F洛－F)会随着速度的减小而减小，小球的加速度也一直减小直到F洛

8、圆周运动和较复杂的曲线运动。解题要确定研究对象、进行受力分析和运动过程分析。根据受力情况判断物体的运动状态。利用牛顿定律解决平衡和匀速直