普通高中课程标准实验教科书物理选修3—1带电粒子在复合场中的运动辽宁省营口市第三高级中学曲彤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).一、常见场力重力场电场磁场力方向功二、带电粒子在叠加场中的运动:1、直线运动2、匀速圆周运动例1(多选题)如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知),小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,则()A.小球可能带正电B.小球做匀速圆周运动的半径为C.小球做匀速圆周运动的周期为D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增加例2、如图所示,空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的倾角为θ,一电荷量为-q、质量为m的带负电的小球套在直杆上,从A点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为μ,在小球以后运动的过程中,下列说法正确的是()A.小球下滑的最大速度为B.小球下滑的最大加速度为am=gsinθC.小球的加速度一直在减小D.小球的速度先增大后减小三、带电粒子在组合场中的运动1.组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,电场、磁场交替出现2.分析思路(1)划分过程:将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段,对不同的阶段选取不同的规律处理.(2)找关键点:确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键.例3、(多选题)(2013·浙江卷)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示.已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+()A.在电场中的加速度之比为1:1B.在磁场中运动的半径之比为:1C.在磁场中转过的角度之比为1:2D.离开电场区域时的动能之比为1:3例4、竖直边界PQ左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,右侧有竖直向下的匀强电场,场强大小为E,C为边界上的一点,A与C在同一水平线上且相距为L。两相同的粒子以相同的速率分别从A、C两点同时射出,A点射出的粒子初速度沿AC方向,C点射出的粒子初速度斜向左下方与边界PQ成夹角θ=30o,A点射出的粒子从电场中运动到边界PQ时,两粒子刚好相遇。若粒子质量为m,电荷量为+q,重力不计,求:(1)粒子初速度v0的大小;(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;(3)相遇点到C点的距离.