高中物理专题复习—带电粒子在电磁场中的运动(含答案)

高中物理专题复习—带电粒子在电磁场中的运

动(含答案)

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

带电粒子在电磁场中的运动

[P 3.]一、考点剖析：

带电粒子在电场中的运动比物体在重力场中的运动要丰富得多，它与运动学、动力学、功和能、动量等知识联系紧密，加之电场力的大小、方向灵活多变，功和能的转化关系错综复杂，其难度比力学中的运动要大得多。

带电粒子在磁场中的运动涉及的物理情景丰富，解决问题所用的知识综合性强，很适合对能力的考查，是高考热点之一。带电粒子在磁场中的运动有三大特点：①与圆周运动的运动学规律紧密联系②运动周期与速率大小无关③轨道半径与圆心位置的确定与空间约束条件有关，呈现灵活多变的势态。

因以上三大特点，很易创造新情景命题，故为高考热点，近十年的高考题中，每年都有，且多数为大计算题。

带电粒子在电磁场中的运动: 若空间中同时同区域存在重力场、电场、磁场，则使粒子的受力情况复杂起来；若不同时不同区域存在，则使粒子的运动情况或过程复杂起来，相应的运动情景及能量转化更加复杂化，将力学、电磁学知识的转化应用推向高潮。

该考点为高考命题提供了丰富的情景与素材，为体现知识的综合与灵活应用提供了广阔的平台，是高考命题热点之一。

[P 5.]二、知识结构

直线运动：如用电场加速或减速粒子偏转： 在电场中的运动偏转：类平抛运动，一般分解成两个分匀速圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束 带电粒子在电磁场中的运动R?在磁场中的运动kqQ T?2?kqQ 2mvmv3直线运动：带电粒子的速度与磁场平匀速圆周运动：带电粒子的速度与磁场垂直时 R?mv2?m T? qBqB [P 6.]三、复习精要：

在复合场中的运动直线运动：垂直运动方向的力必定平衡 匀速圆周运动：重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提供向心力 一般的曲线运动： 2

1、带电粒子在电场中的运动

(1) 带电粒子的加速 由动能定理 1/2 mv2=qU (2) 带电粒子的偏转

带电粒子在初速度方向做匀速运动 L=v0t t=L/ v0 带电粒子在电场力方向做匀加速运动F=qE a=qE/m

加d粒子通过电场的侧移 带电22mdv04Uy?at2???2?11qUL2UL2

偏向角φ v0v0mdv022dU加Ltan??????qULUL2yvyat

(3)处理带电粒子在电场中的运动问题的一般步骤：

vy 0 φ vt v①分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否要考虑重力、电场力是否是恒力等 ②分析带电粒子的初始状态及条件，确定粒子作直线运动还是曲线运动 ③建立正确的物理模型，进而确定解题方法

④利用物理规律或其它解题手段（如图像等）找出物理量间的关系，建立方程组 2、带电粒子在磁场中的运动

带电粒子的速度与磁感应线平行时，能做匀速直线运动；

当带电粒子以垂直于匀强磁场的方向入射，受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动。当带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心力时，其余各力的合力一定为零.

mv2mv2?mqvB?R?T?r qB qB

带电粒子在磁场中的运动常因各种原因形成多解，通常原因有：①带电粒子的电性及磁场方向的不确定

性，②粒子运动方向的不确定性及运动的重复性，③临界状态的不唯一性等。

3.带电粒子在复合场中的运动

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