二轮专题突破 铭选中学二轮复习系列——专题五 带电粒子在复合场中的运动VIP免费

专题五带电粒子在电场、磁场、复合场中的运动高考展望带电粒子在复合场中的运动常与力学知识中的牛顿第二定律、匀变速运动规律、动能定理、动量定律、动量守恒定律、运动的合成与分解等主干知识相结合，题目变化无穷，出题灵活，是近几年高考热点，常以难题、压轴题出现。因此，复习时应作为重点突破，特别要认真分析运动的全过程，充分挖掘题中的隐含条件，注意过程中力和运动问的相互制约关系，认识问题的实质。考点回眸◆1．带电粒子在电场中的运动(1)带电粒子在电场中的加速(或减速)当带电量为外质量为m的粒子不受重力作用，以初速v0经电压U加速后，速度变为vt，由动能定理得：，若v0=0，则有，这个关系式对任意静电场中粒子作直线或曲线运动都是适用的。(2)带电粒子在匀强电场中的偏转当带电量为q，质量为m的带电粒子从静止开始经电压U1加速后，以速度v1垂直进人由两平行金属板产生的匀强电场中，则带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，其轨迹是一条抛物线(如图6—1所示)。设两平行金属板间的电压为U2，板间距离为d，板长为L，则：①粒子在垂直于电场方向做匀速直线运动：②粒子在平行于电场方向做初速度为零的匀加速直线运动：③侧移距离：④偏转角度：⑤离开偏转电场时速度大小结论：由③④式可以得出如下两点结论：(1)任何粒子，只要从静止开始先经过同一电场加速(加速电压为U1)后进入同一偏转电场(偏转电压为U2)，偏转位移和偏转方向完全相同。从偏转电场飞出后将会打到荧光屏上的同一点。(2)由③④式还可以得出。即将v2的方向反向延长线与初速度v0的延长线相交于中点。物理校际公开课.3.26执教者：林泽炜说明①一般情况下，像电子、质子、氢核、a粒子等基本粒子可不计重力，而对象带电颗粒、尘埃、液滴、油滴、小球等应考虑重力。当然，在具体题目中，除明确注明不计重力外，常需要对重力与电场力、洛伦兹力的大小进行比较后才能确定。②如果偏转极板上加一交变电压，极板间出现一交变电场，但其交变周期T远大于粒子穿越电场的时间t时，则在粒子穿越电场的过程中，极板间电场可当做匀强电场处理,只不过不同时刻匀强电场的场强大小不同而已，当偏转电压为正弦波或锯齿波时，连续射入电场中的带电粒子穿出电场时发生的侧移距离随入射时间变化的波形与偏转电压的波形变化相同。◆2．带电粒子在磁场中的运动(1)若带电粒子速度方向与磁场方向平行。由于不受洛伦兹力作用，则作匀速直线运动。(2)若带电粒子的速度方向垂直于磁场方向，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，因此粒子在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动。◆3．带电粒子在复合场中的运动这里的复合场通常是指重力场、匀强电场和匀强磁场。(1)电磁场错开：时间上错开或空间上错开，应注意时空周期性和对称性的巧妙应用（2）电磁场重叠：①静止或直线运动。若处于静止状态时，由于不受洛伦兹力，肯定只能是重力和电场力二力平衡而静止；若电荷在电场力、重力和洛伦兹力共同作用下做直线运动，由于电场力和重力为恒力，洛伦兹力方向和速度方向垂直且大小随速度的大小而改变。所以只要电荷速度大小发生变化，垂直于速度方向的合力就要发生变化，该方向电荷的运动状态就会发生变化，电荷就会脱离原来的直线轨道而沿曲线运动，可见，只有电荷的速度大小不变，才可能做直线运动。直线运动：qU=mvt2/2-mv02/2偏转：平行电场力方向：初速度为0的匀变速直线运动垂直电场力方向：匀速直线运动一定圆心：速度垂线交点或速度垂线与弦中垂线交点二求半径：构造直角三角形，利用边角关系求半径直接利用公式求半径三求时间：(与v、R无关)与(当然θ角要以弧度为单位)②匀速圆周运动若电荷在上述复合场中做匀速圆周运动，由于物体做匀速圆周运动的条件是所受合外力大小恒定、方向时刻和速度方向垂直，只有洛伦兹力满足该条件，也就是说，电荷在上述复合场中如果做匀速圆周运动，只有除洛伦兹力以外的所有恒力的合力为零才能实现。(3)应用：常见科学仪器利用电场或磁场来改变或控制带电粒子的运动，在现代科学实验...