高三物理高考二轮复习专题：带电粒子在磁场中的运动.docx

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1、第2讲带电粒子在磁场中的运动★考情直播【考纲解读】从2009高考考纲来看，带电粒子在磁场中的运动依然为高考命题的热点之一。本专题主要包括洛仑兹力和带电粒子在磁场中的运动的知识，试题侧重于带电粒子在磁场中的运动的应用．带电粒子在磁场中的运动的考查在考卷中主要以选择题和计算题的形式出现，对学生的能力要求较高。考纲内容能力要求考向定位1.知道质谱仪，回旋加速器带电粒子在磁场电场中的运工作原理；知道回旋加速器动是电场最核心的内容，也中各物理量之间的关系.是高考的热点问题，本专题1.磁场对运动电荷的作在高考题目中一般运动情景2.掌握带电粒子在磁场中的用

2、，洛仑兹力和带电粒子复杂，综合性强、多以把场偏转规律，了解质谱仪，回在磁场中的运动的性质、运动学规律、牛顿旋加速器等装置的其本原2.质谱仪，回旋加速器运动定律，功能关系等有机理。结合起来的计算大题出现，构思创意。【高考预测】该节对考生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力及用数学方法解决物理问题的能力要求较高。从近两年高考看，涉及本考点的命题常以构思新颖、高难度的压轴题形式出现，在复习中要高度重视。特别是带电粒子在复合场中的运动问题在历年高考中出现频率高，难度大，经常通过变换过程情景、翻新陈题面貌、突出动态变化的手法，结合社会、生产

3、、科技实际来着重考查综合分析能力、知识迁移和创新应用能力。情景新颖、数理结合、联系实际将是本考点今年高考命题的特点。2.考点整合考点一、洛仑兹力的理解与应用用心爱心专心[特别提醒]:洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小。洛伦兹力的方向由左手定则分析，大小由f=Bqv分析注意要求V垂直于B＆2.1（2009年·安徽卷）右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。

4、分析此径迹可知粒子A.带正电，由下往上运动B.带正电，由上往下运动C.带负电，由上往下运动D.带负电，由下往上运动mvr解析：粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式qB可知，半径变小，粒子运动方向为由下向上；又由于洛仑兹力的方向指向圆心，由左手定则，粒子带正电。答案：A[名师指引]带电粒子在只受洛仑兹力的作用下做运动。当V∥B时f=0做匀速直线运动。当当V⊥B时，由洛仑兹力来提供向心力。确定圆心找半径来分析考点二、电场力和洛仑兹力的比较用心爱心专心电场力洛仑兹力存在作用于电场中所有电荷仅对运动着的且速度不跟磁场平行的条件电荷有洛仑兹力作用大小

5、F=qE与电荷运动速度无关F=Bqv与电荷的运动速度有关方向力的方向与电场方向相同或相力的方向始终和磁场方向垂直反，但总在同一直线上对速度可改变电荷运动速度大小和方只改变电荷速度的方向，不改变速度的改变向的大小做功可以对电荷做功，改变电荷的不对电荷做功、不改变电荷的动能动能偏转在匀强电场中偏转，轨迹为抛在匀强磁场中偏转、轨迹为圆弧轨迹物线＆2.2（09年全国卷Ⅱ）25.（18分）如图，在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域

6、上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。答案：l12d2arcsin(22dl12)2dl2l1d解析：本题考查带电粒子在有界磁场中的运动。粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直,圆心O应在分界线上,OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得Rl2(Rd)2⋯⋯⋯①21设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q

7、,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得v2qvBmR⋯⋯⋯⋯⋯②设P为虚线与分界线的交点,POP,则粒子在磁场中的运动时间为t1R⋯⋯③v式中有sinl1,其初速度为v,方向垂直于电场.设粒子的加⋯⋯⋯④粒子进入电场后做类平抛运动R用心爱心专心速度大小为a,由牛顿第二定律得qEma⋯⋯⋯⋯⑤由运动学公式有d1at2⋯⋯⑥l2vt2⋯⋯⋯⑦22Ed2由①②⑤⑥⑦式得l1v⋯⋯⋯⋯⑧Bl22由①③④⑦式得t1l12d2arcsin(2dl1)t22dl2l12d2[名师指引]带电粒子在边界磁场中做圆周运动的轨道半径如何确定，出磁场在电场中做类平抛的条件

8、为V⊥E进入电场。注意带电粒子在磁场中动能不变，在电场中电场力要对粒子做功。考点三、带电粒子在匀强磁场中的运动可见，带电粒子在匀强磁场中的转动周期T与带电粒子的质量