高三物理一轮复习 带电粒子在复合场中的运动教学一体案VIP免费

带电粒子在复合场中的运动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的常见运动(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，且与初速度方向不在同一条直线上，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。1．三种场力的特点力的特点功和能的特点重力场(1)大小G＝mg(2)方向竖直向下(1)重力做功和路径无关(2)重力做功改变物体的重力势能，且WG＝－ΔEp静电场(1)大小：F＝Qe(2)方向：正电荷受力方向与该点电场强度的方向相同(或负电荷受力的方向与该点电场强度的方向相反)(1)电场力做功与路径无关(2)电场力做功改变物体的电势能，且W电＝－ΔEp磁场(1)大小：F＝qvB(2)方向：垂直于v和B决定的平面洛伦兹力不做功2．电偏转和磁偏转的比较电偏转磁偏转受力特征F电＝qE(恒力)F洛＝qvB(变力)运动性质匀变速曲线运动匀速圆周运动运动轨迹运动规律类平抛运动速度：vx＝v0，vy＝t偏转角θ，tanθ＝偏移距离y＝t2匀速圆周运动轨道半径r＝周期T＝偏转角θ＝ωt＝t偏移距离y＝ltan＝r－射出边界的速率v＝>v0v＝v0运动时间t＝t＝T3.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电场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、金属块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，这种情况比较正规，也比较简单。(3)不能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，要由分析结果确定是否要考虑重力。4．带电粒子在复合场中运动问题的分析思路及方法(1)认识粒子所在区域中场的组成，一般是电场、磁场、重力场中两个场或三个场的复合场。(2)正确的受力分析是解题的基础，除了重力、弹力、摩擦力以外，特别要注意电场力和洛伦兹力的分析，不可遗漏任一个力。(3)在正确的受力分析的基础上进行运动的分析，注意运动情况和受力情况的相互结合，特别要关注一些特殊的时刻所处的特殊状态(临界状态)。(4)如果粒子在运动过程中经过不同的区域受力发生改变，应根据需要对过程分阶段处理。(5)应用一些必要的数学知识，画出粒子的运动轨迹示意图，根据题目的条件和问题灵活选择不同的物理规律解题。①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解。②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用平衡条件牛顿定律结合圆周运动规律求解。③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解。(6)对于临界问题，注意挖掘隐含条件。如图8－3－1所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是()图8－3－1A．小球一定带正电B．小球一定带负电C．小球的绕行方向为顺时针D．改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动解析：选BC带电小球做匀速圆周运动，重力电场力必平衡，电场力向上，小球带负电，A错，B正确；洛伦兹力充当问心力，结合左手定则知转动方向为顺时针方向，C正确，改变速度大小，小球做圆周运动的半径改变，D错。带电粒子在组合场中的运动[命题分析]本考点为高考热点，考查学生对带电粒子在先后出现(或交替出现)的电磁场中的运动分析、性质判断及综合计算能力。[例1](2013·山东高考)如图8－3－2甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的...