2016年高考物理专题精解：7.带电粒子在复合场中的运动

2016年高考物理专题精解 7.带电粒子在复合场中的运动 重要考点 考题预测 1.带电粒子在匀强电场中的运动.(Ⅱ) 2.带电粒子在匀强磁场中的运动.(Ⅱ) 电场和磁场是历年考试题中重点考查区域,尤其是复合场问题中巧妙地把电场、磁场与牛顿运动定律、物体平衡等知识点联系在一起. 预计2016年高考对带电粒子在组合场、复合场中的运动会结合牛顿运动定律、功能关系等综合命题,常以计算题的形式进行考查,也有可能以选择题的形式考查;带电粒子在复合场中的应用实例,如回旋加速器、质谱仪、磁流体发电机、电磁流量计及霍尔效应等命题的可能性较大. 一、带电粒子在区域性“组合场”中的运动 1.组合场 指电场、磁场和重力场有两种场同时存在,但各位于一定的区域内并不重叠,且带电粒子在一个场中只受一种场力的作用. 2.对“组合场”问题的处理要点 (1)根据区域、运动情况的不同,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)联系不同阶段运动的物理量是速度,因此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. 二、带电粒子在叠加场中的运动 　类型和规律分析如表所示 类型 运动性质 轨道 约束 叠加场 种类 受力情况 无轨道约束 重力场、磁场并存 重力、洛伦兹力 (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 考点一 带电粒子在区域组合场中的运动 典例 扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图所示:Ⅰ,Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直于纸面.一质量为m、电荷量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区,射入时速度与水平方向的夹角θ=30°. (1)当Ⅰ区宽度L1=L,磁感应强度大小B1=B0时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30°, 求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t; 〚思路探究〛 (1)平行板电容器的作用是什么?带电粒子在磁场中做什么运动? 答案:使粒子得到射入磁场确定的速度;匀速圆周运动. (2)若Ⅱ区宽度L2=L1=L,磁感应强度大小B2=B1=B0,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h; 〚思路探究