1、专题七带电粒子在复合场中的运动专题解读1本专题是磁场、力学、电场等知识的综合应用，高考往往以计算压轴题的形式出现2学习本专题，可以培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力针对性的专题训练，可以提高同学们解决难题压轴题的信心3用到的知识有：动力学观点(牛顿运动定律)、运动学观点、能量观点(动能定理、能量守恒)、电场的观点(类平抛运动的规律)、磁场的观点(带电粒子在磁场中运动的规律)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的运动类型(1)静止或
2、匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动(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，且与初速度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子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装置原理图规律质谱仪带电粒子由静止被加速电场加速qUmv2，在磁场中做匀速圆周运动qvBm，则比荷回旋加
3、速器交变电流的周期和带电粒子做圆周运动的周期相同，带电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qvBm得Ekm装置原理图规律速度选择器若qv0BEq，即v0、带电粒子做匀速运动电磁流量计qqvB，所以v，所以QvS霍尔元件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1.(多选)(2019山西晋城一模)足够大的空间内存在着竖直向上的匀强磁场和匀强电场，有一带正电的小球在电场力和重力作用下处于静止状态现将磁场方向顺时针旋转30，同时给小球一个垂直磁场方向斜向下的速度(如图所示)，则关于小球的运动，下列说法正确的是()A小球做类平抛运动B小球在纸面内做匀速圆周
4、运动C小球运动到最低点时电势能增加D整个运动过程中机械能不守恒答案：CD2(2019福建龙岩期末)如图所示，两平行金属板中间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，不计重力的带电粒子沿垂直于电场和磁场方向射入有可能做直线运动的是()ABCD答案：C3(多选)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，下图是它的示意图平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负离子)喷入磁场，A、B两板间便产生电压如果把A、B和用电器连接，A、B就是直流电源的两个电极，设A、B两板间距为d，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入A、B两板之间，
5、则下列说法正确的是()AA是直流电源的正极BB是直流电源的正极C电源的电动势为Bdv D电源的电动势为qvB答案：BC考点一 带电粒子在组合场中的运动1.知识架构2“电偏转”和“磁偏转”的比较项目垂直电场线进入匀强电场(不计重力)垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力)受力情况电场力FqE，其大小、方向不变，与速度v无关，F是恒力洛伦兹力F洛qvB，其大小不变，方向随v而改变，F洛是变力运动轨迹求解方法利用类平抛运动的规律求解：vxv0，xv0t，vyt，yt2；偏转角：tan 半径r，周期T，偏移距离y和偏转角要结合圆的几何关系，利用圆周运动规律讨论求解运动时间ttT，T动能变化不变(2018全国
6、卷)如图，在y0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在y90%，解得t，由dat2得d .答案：(1) (2)d 6.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动不计带电粒子所受重力(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；(2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小解析：(1)洛伦兹力提供向心力，有F洛qvBm，带电粒子做匀速圆周运动的半径R，匀速圆周运动的周期T.(2)粒子受电场力FqE，洛伦兹力F洛qvB.粒子做匀速直线运动，则qEqvB.场强E的
7、大小EvB.答案：(1)(2)vB7如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E5 N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B0.5 T有一带正电的小球，质量m1106 kg，电荷量q2106 C，正以速度v在图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)，g取10 m/s2.求：(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t.解析：(1)小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有qvB，代入数据，解得v20 m/s.速度v的方向与电场E的方向之间的夹角满足tan ，代入数据解得60.(2)小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，设其加速度为a，有a.设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x，有xvt，设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y，有yat2，a与mg的夹角和v与E的夹角相同，均为，又tan .联立式，代入数据，解得t2 s3.5 s答案：(1)20 m/s，方向与电场方向成60角斜向上(2)3.5 s