第9章 第3讲 第1课时 带电粒子在组合场中的运动（课件PPT）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

开始 考法(一)　带电粒子在三类组合场中的运动 01 02 03 目 录 考法(二)　带电粒子在交变电磁场中的运动 考法(三)　组合场应用实例 2 第三讲　带电粒子在复合场中的运动 第1课时　带电粒子在组合场中的运动(题型研究课) 高考对本课时内容的考查，主要集中在质谱仪与回旋加速器、带电粒子在三类组合场中的运动、带电粒子在交变电磁场中的运动几个方面。其中对质谱仪与回旋加速器的考查，主要以选择题的形式呈现，难度中档；对带电粒子在三类组合场中的运动和带电粒子在交变电磁场中的运动的考查，难度较大，常以压轴题的形式考查，但考虑到一轮复习的实际情况，本课时在编排时对习题的难度进行了适当控制。 考法(一)　带电粒子在三类组合场中的运动 1．分析带电粒子在组合场中运动的方法 2．“电偏转”与“磁偏转”的比较   垂直电场线进入匀强电场(不计重力) 垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力) 受力情况 电场力FE＝qE，其大小、方向不变，与速度v无关，FE是恒力 洛伦兹力FB＝qvB，其大小不变，方向随v而改变，FB是变力 轨迹 抛物线 圆或圆的一部分 运动轨迹示例 续表 续表 续表 类型(一)　先电场后磁场 (1)先在电场中做加速直线运动，然后进入磁场做圆周运动。如图甲、乙所示，在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度。 (2)先在电场中做类平抛运动，然后进入磁场做圆周运动。如图丙、丁所示，在电场中利用平抛运动知识求粒子进入磁场时的速度。 [例1]　(2023·深圳模拟)(多选)如图所示，在x轴上方第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方存在沿y轴正方向的匀强电场。a、b两个重力不计的带电粒子分别从电场中的同一点P由静止释放后，经电场加速从M点射入磁场并在磁场中发生偏转。最后从y轴离开磁场时，速度大小分别为v1和v2，v1的方向与y轴垂直，v2的方向与y轴正方向成60°角。a、b两粒子在磁场中运动的时间分别为t1和t2，则以下比值正确的是 (　 ) A．v1∶v2＝2∶1 B．v1∶v2＝1∶2 C．t1∶t2＝3∶2 D．t1∶t2＝3∶8 [答案]　AD 类型(二)　先磁场后电场 对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况： (1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反，如图甲所示，粒子在电场中做加速或减速运动，用动能定理或运动学公式列式求解。 (2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直，如图乙所示，粒子在电场中做类平抛运动，用平抛运动知识分析。 [例2]　(2023·文昌模拟)在如图所示的平面直角坐标系中， 存在一个半径R＝0.2 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B ＝1.0 T，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与y坐标轴 相切于原点O点。y轴右侧存在一个匀强电场，方向沿y轴正方向，电场区域宽度l＝0.1 m。现从坐标为(－0.2 m，－0.2 m)的P点发射出质量m＝2.0×10－9 kg、带电荷量q＝5.0×10－5 C的带正电粒子，沿y轴正方向射入匀强磁场，速度大小v0＝5.0×103 m/s(粒子重力不计)。 (1)带电粒子从坐标为(0.1 m,0.05 m)的点射出电场，求该电场强度的大小； (2)为了使该带电粒子能从坐标为(0.1 m，－0.05 m)的点回到电场，可在紧邻电场的右侧区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和方向。 类型(三)　先后多个电磁场 “5步”突破带电粒子在组合场中的运动问题 从yOz平面第三象限内距y轴为L的点A以一定速度出射，速度方向与z轴正方向夹角为β，在yOz平面内运动一段时间后，经坐标原点O沿z轴正方向进入磁场Ⅰ。不计离子重力。 离子从O点第一次穿过xOy平面到第四次穿过xOy平面的运动情景，如图所示 离子第四次穿过xOy平面的x坐标为 x4＝2r2sin 45°＝d 离子第四次穿过xOy平面的y坐标为y4＝2r1＝d 故离子第四次穿过xOy平面的位置坐标为(d，d,0)。 考法(二)　带电粒子在交变电磁场中的运动 [科学思维] 1．交变场的三种常见的类型 (1)电场周期性变化，磁场不变。 (2)磁场周期性变化，电场不变。 (3)电场、磁场均周期性变化。 2．基本解题思路 类型(一)　电场周期性变化，磁场不变 [例1]　(2023·德州模拟)如图甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E>0表示电场方向竖直向上。t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、