高考物理一轮复习 专题九 磁场 考点3 带电粒子在复合场中的运动教案.doc

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1、基础点知识点1　　带电粒子在复合场、组合场中的运动1．复合场与组合场(1)复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存。(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场分时间段或分区域交替出现。2．带电粒子在复合场中运动情况分类(1)静止或匀速直线运动：当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或匀速直线运动状态。(2)匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动。(3)较复杂的曲线运动：当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与

2、初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线。(4)分阶段运动：带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。知识点2　　带电粒子在复合场中运动的应用实例装置原理图规律质谱仪粒子由静止被加速电场加速qU＝mv2，在磁场中做匀速圆周运动qvB＝m，则比荷＝回旋加速器交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动过程中每次经过D形盒缝隙都会被加速。由qvB＝得Ekm＝续表装置原理图规律速度选择器若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做匀速直线运动磁流体

3、发电机等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负电，两极板间电压为U时稳定，q＝qvB，U＝Bdv电磁流量计q＝qvB，则v＝，所以流量Q＝vS＝π2霍尔效应当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差重难点一、带电粒子在组合场中的运动1．组合场电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场分时间段或分区域交替出现。2．运动特点及处理方法分阶段运动，带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。运动特点处理方法电场中匀变速直线运动(v∥E)(1)牛

4、顿运动定律、运动学公式(2)动能定理类平抛运动(v⊥E)(1)运动的合成与分解(2)功能关系磁场中匀速直线运动(v∥B)匀速运动的公式匀速圆周运动(v⊥B)圆周运动公式、牛顿运动定律、几何知识　　3.“电偏转”和“磁偏转”的比较匀强电场中的偏转匀强磁场中的偏转偏转产生条件带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场续表匀强电场中的偏转匀强磁场中的偏转受力特征只受恒定的电场力F＝Eq，方向与初速度方向垂直只受大小恒定的洛伦兹力F＝qv0B，方向始终与速度方向垂直运动性质匀变速曲线运动(类平抛)匀速圆周运动轨迹抛物线圆或圆弧运动轨迹图运动规

5、律vx＝v0　vy＝tx＝v0t　y＝qv0B＝R＝　T＝动能变化动能增大动能不变运动时间t＝t＝T＝特别提醒带电粒子在组合场区内运动时，分析每个场区内的受力和运动比较简单。解题的关键是抓住场区之间的交接特点(如速度v的大小、方向)，建立时间和空间几何关系的联系。二、带电粒子在复合场(叠加场)中的运动1．关于粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与静电力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目要求处理。(3)不能

6、直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力。2．三种场的比较名称力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg方向：竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能静电场大小：F＝qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关W＝qU电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力F＝qvB方向可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能3.带电体在复合场中无约束情况下的运动归类分析(1)磁场力、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

7、体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒。(2)电场力、磁场力并存(不计重力)。①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体做复杂的曲线运动，可用动能定理求解。(3)电场力、磁场力、重力并存。①若三力平衡，带电体做匀速直线运动。②若重力与电场力平衡，带电体做匀速圆周运动。③若合力不为零，带电体可能做复杂的曲线运动，可用能量守恒定律或动能定理求解。4．带电体在叠加场中有约束情况下的运动带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒

8、力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点