电 学 Ⅱ专题一 带电粒子在磁场或复合场中的运动 高考趋势展望 带电粒子在磁场,特别是在包括磁场在内的复合场中运动的问题,因其涉及的知识点比较多,易于考查学生综合利用中学物理知识分析处理实际问题的能力,所以该专题知识几乎是高考每年必考的内容,且多以难度中等或中等偏上的计算题出现在高考试卷中
其中带电粒子在磁场中的圆周运动问题是本专题的复习重点,特别是要在理解和掌握分析处理此类问题的方法上多下功夫
带电粒子在复合场中的运动问题,因其涉及的知识点多,且题目限定的物理情景较难分析清楚,是本专题知识中的难点
专题主干知识梳理 1、带电粒子在匀强磁场中的运动当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时,粒子做匀速直线运动
当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时,粒子做匀速圆周运动
当带电粒子的速度方向与磁场方向既不平行也不垂直时,粒子做等速螺旋线运动
由于磁场对运动电荷产生的洛伦兹力方向始终垂直于粒子的速度方向,所以洛伦兹力在任何情况下对电荷都不做功,只能改变电荷运动速度的方向而不改变速度的大小,特别当电荷以垂直于磁场方向的速度 v 射入匀强磁场 B 中时,若只受洛伦兹力作用,则电荷将在磁场中做半径 R=mv/Bq,周期 T=2πm/Bq 的匀速圆周运动
对于此类问题的处理,一般是先确定电荷运动的圆心——通常取电荷射入和穿出磁场时速度方向垂线的交点,再根据几何关系确定运动半径,然后结合相应的力学规律和原理将问题予以解决
至于电荷在磁场中运动的时间问题,则常结合电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期予以解决——求出电荷在磁场中运动的圆弧轨迹对应的圆心角 θ,则其运动时间 t=θT/2π=θm/Bq
2、带电位子在复合场中的运动 复合场是指电场、磁场、重力场中三者或其中任意两者共存的场
在复合场中运动的电荷有时可不计重力,如电子、质子、a 粒子等微观粒子,也有重力不能忽略的宏观带电体,如小球、液