复合场中的运动

物理磁场复习

高 三 第 一 轮 复 习

物理磁场复习

2008年考纲要求1 2 3 4 5 电流的磁场. 磁感应强度、磁感线 安培力 安培力的方向 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ

匀强磁场中的安培力. 洛仑兹力 洛仑兹力的方向

67

洛仑兹力的公式.带电粒子在匀强磁 场中的运动 质谱仪.回旋加速器

ⅡⅠ

说明： 只要求掌握直导线跟B平行或垂直两种情况下的安培力

只要求掌握v跟B平行或垂直两种情况下的洛仑磁力

物理磁场复习

知识网络 磁场的产生

磁体周围产生磁场 电流周围产生磁场 安培分子电流假说 定量描述：磁感应强度 形象描述：磁感线 条形磁铁B F IL

磁场的描述

磁

几种典型磁场 的磁感线分布

场

蹄形磁铁 匀强磁场 均匀辐向磁场 直线电流 环形电流 通电螺线管 地磁场

物理磁场复习

磁场对电流的作用

B∥L,F=0 B⊥L,F=BIL 方向：左手定则大小 电流表的工作原理

v∥B,F=0 大小 v⊥B,F=Bqv方向：左手定则 磁场对运动电荷的作用 带电粒子在 匀强磁场中 运动周期 T 做圆周运动 质谱仪 重要应用 回旋加速器 …… 轨道半径r mv Bq 2 m Bq

物理磁场复习

一. 磁场及其磁场的描述专题 一、磁场的描述 1

专题带电粒子在复合场中的运动

考点梳理

一、复合场

1．复合场的分类

(1)叠加场：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，并不重叠或相邻或在同一区域，电场、磁场

交替出现．

二、带电粒子在复合场中的运动形式

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，将处于静止状态或做匀速直线运动．

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组合场区域，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．

【规律总结】

带电粒子在复合场中运动的应用实例

1．质谱仪

(1)构造：如图5所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．

图5

(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU＝

1

2

mv2.

粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB ＝m

v2

r

.

由两式可得出需要

2015广东高考二轮复习专题 带电粒子在复合场中的运动 教学设计

教学目标： 1.知道什么是复合场，以及复合场的特点。

2.掌握带电粒子在复合场中的运动分析的基本方法和思路。 3.了解带电粒子在复合场中的运动的一些典型应用。

教学重点：带电粒子在复合场中的运动分析的基本方法和思路。

教学难点：三种场复合是粒子运动问题的求解。

教学方法：探究、教授、讨论、练习。

教学手段：多媒体教学。

教学过程：复习引入。

一、考点回顾三种场力的特点

1、重力的特点：其大小为G=mg ，方向竖直向下；做功与路径无关，与带电粒子的质量及起、讫点的高度差有关。

2、电场力的特点：大小为F=qE，方向与E的方向及电荷的种类有关；做功与路径无关，与带电粒子的带电量及起、终点的电势差有关。

3、洛伦兹力的特点：大小f=Bqv与带电粒子的速度、磁感应强度、带电量及速度与磁感应强度间的夹角有关，方向垂直于B和V决定的平面；无论带电粒子在磁场中做什么运动，洛伦兹力都不做功。 1．复合场：指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在．

二、带电粒子在复合场中的运动状态

1．复合场是指：电场、磁场和重力场

《三维设计》2014届高三物理一轮教学案（14年预测+目标定位

+规律总结）：8.3带电粒子在复合场中的运动

带电粒子在复合场中的运动 [想一想]

带电粒子在复合场中什么时候静止或做直线运动？什么时候做匀速圆周运动？ [提示] 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动。

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将做匀速圆周运动。

2．复合场中带电粒子在重力、电场力(为恒力时)、洛伦兹力三个力作用下能做匀变速直线运动吗？

[提示] 不能，因为重力和电场力为恒力，而洛伦兹力随速度的增加而增加，故三力的合力一定发生变化。带电粒子不能做匀变速直线运动。

[记一记] 1．复合场

复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在。从场的复合形式上一般可分为如下四种情况：①相邻场；②重叠场；③交替场；④交变场。

2．带电粒子在复合场中的运动分类 (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，将处于静止状态或做匀速直线运动。 (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

第2讲 带电粒子在复合场中的运动

知识必备

1.两种场的模型及三种场力 (1)两种场模型

①组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠。

②复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域。 (2)三种场力

①重力：G＝mg，总是竖直向下，为恒力，做功只取决于初、末位置的高度差。 ②电场力：F＝qE，方向与场强方向及电荷电性有关，做功只取决于初、末位置的电势差。

③洛伦兹力：F洛＝qvB(v⊥B)，方向用左手定则判定，洛伦兹力永不做功。 2.带电粒子的运动 (1)匀速直线运动

当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，带电粒子做匀速直线运动。如速度选择器。

(2)匀速圆周运动

当带电粒子所受的重力与静电力平衡时，带电粒子可以在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。 (3)较复杂的曲线运动

带电粒子可能依次通过几个性质不同的复合场区域，其运动情况随区域情况发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。

备考策略

1.必须领会的“4种方法和2种物理思想” (1)对称法、合成法、分解法、临界法等； (2)等效思想、分解思想。

2.正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提

带电粒

3.6 带电粒子在组合场和复合场中的运动

带电粒子在有界磁场中的运动

1．半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出．∠AOB＝120°，如图所示，则该带电场中运动的时间为( ) 2πrA. 3v0πrC. 3v0

带电粒子在复合场中的运动

2．一正电荷q在匀强磁场中，以速度v沿x正方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，为了使电荷能做直线运动，则必须加一个电场进去，不计重力，此电场的场强应该是( ) Bv

A．沿y轴正方向，大小为

qB．沿y轴负方向，大小为Bv v

C．沿y轴正方向，大小为

BBv

D．沿y轴负方向，大小为

q带电粒子在组合场中的运动

3．如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上y＝h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：

(1)电场强度的大小E；

(2)粒子在磁场

3.6 带电粒子在组合场和复合场中的运动

带电粒子在有界磁场中的运动

1．半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出．∠AOB＝120°，如图所示，则该带电场中运动的时间为( ) 2πrA. 3v0πrC. 3v0

带电粒子在复合场中的运动

2．一正电荷q在匀强磁场中，以速度v沿x正方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，为了使电荷能做直线运动，则必须加一个电场进去，不计重力，此电场的场强应该是( ) Bv

A．沿y轴正方向，大小为

qB．沿y轴负方向，大小为Bv v

C．沿y轴正方向，大小为

BBv

D．沿y轴负方向，大小为

q带电粒子在组合场中的运动

3．如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上y＝h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：

(1)电场强度的大小E；

(2)粒子在磁场

第10讲 带电粒子在组合场、复合场中的运动

限时：40分钟

一、选择题(本题共6小题，其中1～3题为单选，4～6题为多选)

1．(2017·辽宁省大连市二模)如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑。在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P点， 然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E的匀强电场，光斑从

P点又回到O点，关于该粒子(不计重力)，下列说法正确的是导学号 86084207( D )

A．粒子带负电

B．初速度为v＝ D．比荷为＝

BEqB2rC．比荷为＝ mEqE mB2r[解析] 垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项A错误；当电场和磁场同时存在时：qvBEv2qvE＝Eq，解得v＝，选项B错误；在磁场中时，由qvB＝m，可得：＝＝2，故选项D

BrmrBBr正确，C错误；故选D。

2．(2017·江苏省海州高级中学模拟)如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动

带电粒子在复合场中的运动

目标：

1. 掌握带电粒子在电场、磁场中运动的特点 2. 理解复合场、组合场对带电粒子受力的分析。

重难点：

重点： 带电粒子在电场、磁场中运动的特点；带电粒子在复合场中受力分析 难点： 带电粒子在复合场中运动受力与运动结合。

知识：

知识点1 带电粒子在复合场中的运动 1．复合场的分类

(1)叠加场：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，或相邻或在同一区域电场、磁场交替出现． 2．带电粒子在复合场中的运动形式

(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，将处于静止状态或做匀速直线运动．

(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． 易错判断

(1)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态．(×) (2)带电粒子在复合场中可能做匀速圆周运动．(√) (3)带电粒子在复合场中一定能做匀变速直线

带电粒子在复合场中的运动复习教案

经典例题及答案

● 知识网络

场 运动性质 磁场中的匀速直线运动、相邻区域存在匀强磁匀速圆周运动与电场中的带电粒子 同一区域同时存在匀强磁场和匀强电场 匀速直线运动 一般曲线运动 匀速直线运动 同一区域同时存在匀强磁场、匀强电场和匀速圆周运动 重力场 带电微粒 有轨道束缚 用牛顿运动定律结合圆周运动知识分圆规道上的一般曲线运动 析加速度、速度的变化，特别注意洛伦 兹力、弹力和摩擦力的变化 一般曲线运动 用平衡知识求解 能量守恒 用平衡知识求解 利用牛顿运动定律结合圆周运动知识分析求解，此时重力和电场力平衡 用牛顿运动定律分析加速度、速度的变直轨道上的变速直线运动 化，特别注意洛伦兹力、弹力和摩擦力 的变化 速度选择器 磁流体发电机、电磁流量计、磁强计 场和匀强电场 匀变速直线运动、类平抛运动结合 研究方法 能量守恒或牛顿运动定律，注意从磁场进入电场或从电场进入磁场的分界状态 质谱仪、回旋加速器 典型实例

● 高考考点

考纲要求：

知识点 质谱仪，回旋加速器 要求 Ⅰ 说明 复习指导：

本考点是带电粒子在复合场中运动的知识，纵观近年高考题可以看出题型以计算题