1、第八章 磁场,选修3-1,第3讲 带电粒子在复合场中的运动,知识梳理自测,1复合场与组合场： (1)复合场：电场、_、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。,带电粒子在复合场、组合场中的运动,磁场,2带电粒子在复合场中运动情况分类 (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_状态或_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_，方向_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_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
2、方向均变化，且与初速度方向不在_时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的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。,静止,匀速直线运动,相等,相反,匀速圆周,一条直线上,思维辨析： (1)利用回旋加速器可以将带电粒子的速度无限制地增大。( ) (2)粒子能否通过速度选择器，除与速度有关外，还与粒子的带电正负有关。( ) (3)磁流体发电机中，根据左手定则，可以确定正、负粒子的偏转方向，从而确定正、负极或电势高低。( ) (4)带电粒子在复合场中受洛伦兹力情况下的直线运动一定为匀
3、速直线运动。( ) (5)质谱仪是一种测量带电粒子质量并分析同位素的仪器。( ),答案：(1) 利用回旋加速器不能将带电粒子的速度无限制地增大。 (2) 粒子能否通过速度选择器，与粒子的带电正负无关。 (3) (4) (5),D,解析 洗衣机将电能转化为机械能，不是利用带电粒子在磁场中的偏转制成的，所以选项D符合题意。,解析 带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动或匀速圆周运动，C正确。,C,C,解析 由于小球在下落过程中速度变化，洛伦兹力会变化，小球所受合力变化，故小球不可能做匀速或匀加速运
4、动，B、C、D错，A正确。,A,核心考点突破,带电粒子在复合场中的实际应用,解题探究：(1)粒子经过加速电压被加速，粒子从静止开始第n次通过加速电场后的速度多大？ (2)粒子最后从D形盒射出时的速度为v，试分析其和R的关系。,类题演练 1,C,BD,BC,这类问题的特点是电场、磁场或重力场依次出现，包含空间上先后出现和时间上先后出现，磁场或电场与无场区交替出现相组合的场等。其运动形式包含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等，涉及牛顿运动定律、功能关系等知识的应用。,带电粒子在组合场中的运动,1在匀强电场、匀强磁场中可能的运动性质,2.“电偏转”和“磁偏转”的比较,(1)求粒子过
5、Q点时速度的大小和方向。 (2)若磁感应强度的大小为一定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B0。 (3)若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。,解题探究：(1)带电粒子在电场中做什么运动？如何求粒子在Q点的速度和大小？ (2)粒子进入磁场后做什么运动？ (3)根据几何关系，求得半径多少？ (4)粒子出磁场后，在第二象限内做什么运动？ (5)粒子在第三象限内做什么运动？ (6)撤去电场后粒子在第四象限内做什么运动？,(3)设粒子做圆周运动的半径为R2，由几何关系知粒子运动的轨迹如图所示，O2、
6、O2是粒子做圆周运动的圆心，Q、F、G、H是轨迹与坐标轴的交点，连接O2、O2，由几何关系知，O2FGO2和O2QHO2均为矩形，由此知FQ、GH均为直径，QFGH也是矩形，又FGGH可知粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆，得,类题演练 2,(1)微粒进入偏转电场时的速度大小v0； (2)两金属板间的电压U2； (3)微粒在磁场中的运动时间t和匀强磁场的宽度D。,带电体在复合场中运动的归类分析 1磁场力、重力并存 (1)若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。 (2)若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒。 2电场力、磁场力并存(不计重力) (
7、1)若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。 (2)若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体做复杂的曲线运动，可用动能定理求解。,带电体在复合场中的运动,3电场力、磁场力、重力并存 (1)若三力平衡，带电体做匀速直线运动。 (2)若重力与电场力平衡，带电体做匀速圆周运动。 (3)若合力不为零，带电体可能做复杂的曲线运动，可用能量守恒定律或动能定理求解。 特别提醒：(1)若带电粒子在电场力、洛伦兹力、重力三力并存的情况下运动轨迹是直线，则粒子一定做匀速直线运动。 (2)由于洛伦兹力随速度的改变而变化，从而导致速度发生新的变化，因此受力分析时要特别注意速度的变化对洛伦兹力的影响。,(1)小球带何
8、种电荷。 (2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功。 (3)设小球从D点飞出时磁场消失，求小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点到C点的距离。,解题探究：(1)小球在BC段做什么运动？受力情况如何？ (2)小球沿半圆轨道运动刚好能到达D点，此时，由什么充当向心力？ (3)小球最后从D点飞出后所受到的合力正好与速度相互垂直，做什么运动？ 答案：(1)小球在BC段做匀速直线运动，受重力、洛伦兹力与电场力，三力平衡。 (2)电场力、洛伦兹力与重力的合力 (3)类平抛,解析 (1)小球从B运动到C做直线运动，受力如图，电场力方向与电场强度方向相同，则小球带正电荷。,答案 (1)正电荷 (2)27.6J (3)2.26m,类题演练 3,阶段培优微专题,(1)若k1，求匀强电场的电场强度E； (2)若2k3，且粒子沿水平方向从S2射出，求射出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和区的磁感应强度B与k的关系式。,试卷抽样,评析指导,2年高考模拟,课后限时训练,
