第55讲 带电粒子在组合场中的运动 2026年高考物理一轮复习精讲课件
2025-12-14
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精品
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“带电粒子在组合场中的运动”专题,对接高考评价体系,系统梳理电场与磁场组合场中粒子运动的核心考点,涵盖类平抛、匀速圆周运动等模型,结合2025年天津、湖南高考真题,分析运动阶段划分、边界速度分析等高频考点,归纳先电场后磁场、先磁场后电场等常考题型,构建“轨迹分析—规律选取—几何关系应用”的解题框架,体现复习针对性与实用性。
课件亮点在于“真题引领+模型建构+科学推理”的实战策略,如以天津高考真题为例,通过受力分析划分运动阶段,运用运动合成与分解、洛伦兹力提供向心力等规律,培养学生运动和相互作用观念及科学思维素养。设置易错点警示与变式训练,帮助学生掌握“画轨迹、定圆心、用规律”的得分技巧,教师可依托课件实现考点精准突破与学情诊断,助力高效备考。
内容正文:
高中物理一轮复习系列课件
制作:陈庆威
第55讲(11.4 ):
带电粒子在组合场中的运动
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带电粒子在组合场中的运动
01.
1.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、磁场交替出现。
2.分析思路
(1)画运动轨迹:根据受力分析和运动学分析,大致画出粒子的运动轨迹图。(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。(3)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。
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常见粒子的运动及解题方法
02.
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带电粒子在组合场中的运动
03.
1.先电场后磁场
①带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动,然后垂直磁场方向进入匀强磁场做匀速圆周运动,如图甲。
②带电粒子先在匀强电场中做类平抛运动,然后垂直磁场方向进入磁场做匀速圆周运动,如图乙。
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2.先磁场后电场
常见
情境 进入匀强电场时粒子速度方向与电场方向平行 进入匀强电场时粒子速度方向与电场方向垂直 进入匀强电场时粒子速度方向与电场方向成一定角度(非直角)
运动示意图
举例
带电粒子在组合场中的运动
04.
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在电场中运动性质 匀加速或匀减速直线运动 类平抛运动 类斜抛运动
分析方法 动能定理或牛顿运动定律结合运动学公式 平抛运动知识,运动的合成与分解 斜抛运动知识,运动的合成与分解
2.先磁场后电场
带电粒子在组合场中的运动
05.
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例题精选
06.
例题1
(2025·天津·高考真题)如图所示,纸面内水平虚线下方存在竖直向上的匀强电场,虚线上方存在垂直于纸面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子从电场中的O点以水平向右的速度开始运动,在静电力的作用下从P点进入磁场,射入磁场时的速度大小为v、方向与竖直方向夹角为,粒子返回电场前的运动轨迹过P点正上方的Q点,P、Q间距离及O、P间的水平距离均为L。不计粒子重力。
(1)判断粒子的电性; (2)求电场强度大小E;
(3)求磁感应强度大小B。
【答案】(1)正电 (2) (3)
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例题精选
07.
解析
(1)据题知,粒子向上偏转,所受电场力向上,与电场方向相同,则粒子带正电。
(2)设粒子在电场中运动的时间为t,水平方向上由运动学公式,有
设粒子在电场中运动的加速度为a,由牛顿第二定律,有
竖直方向上由运动学公式,有得
(3)设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为r,由几何关系,
得 , 洛伦兹力提供向心力,有
联立得
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例题精选
08.
例题2
如图所示的xOy坐标系中,y轴左侧存在平行y轴且向下的匀强电场,第一象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从x轴上的A点以速度v、与x轴正方向成(未知)角射入第二象限,然后从y轴上的C点(未画出)垂直y轴射入第一象限,最终从x轴上的D点(未画出)垂直x轴射出磁场,,不计粒子重力,求:
(1)及电场强度大小E;
(2)磁感应强度大小B;
(3)粒子从A点运动到D点的时间。
【答案】(1)2,
(2)
(3)
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例题精选
09.
解析
(1)粒子在电场中做类斜抛运动,沿x轴方向有
沿y轴方向有解得
由牛顿第二定律得解得
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,则有
且解得
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10.
解析
(3)粒子在电场中运动的时间
粒子在磁场中运动的时间
粒子从A点运动到D点的时间
解得
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11.
例题3
(2025·湖南高考)如图。直流电源的电动势为,内阻为,滑动变阻器R的最大阻值为,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为d,板长为,平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。闭合开关S,当滑片处于滑动变阻器中点时,质量为m的带正电粒子以初速度水平向右从电容器左侧中点a进入电容器,恰好从电容器
下极板右侧边缘b点进入磁场,随后又
从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器,
忽略粒子重力和空气阻力。
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12.
例题3
(1)求粒子所带电荷量q; (2)求磁感应强度B的大小;
(3)若粒子离开b点时,在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场,场强大小为,求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离。
【答案】(1)
(2)(3)
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13.
解析
(1)粒子在电容器中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动有
竖直方向做匀变速直线运动,
由闭合回路欧姆定律可得
联立可得
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14.
解析
(2)根据题意,设粒子进入磁场与竖直方向的夹角为,则有,
粒子在磁场中做匀速圆周运动有
由几何关系易得
联立可得
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15.
解析
(3)取一个竖直向上的速度使得其对应的洛伦兹力和水平向右的电场力平衡,则有解得
粒子以速度向上做匀速直线运动,粒子做圆周运动的合速度的竖直方向分速度为
此时合速度与竖直方向的夹角为合速度为
粒子做圆周运动的半径最远距离为
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16.
例题4
如图,竖直虚线左方区域有水平向右的匀强电场,虚线右方区域有垂直于纸面向里的匀强磁场。距离虚线左侧d处有A、B两点,一质量为m、带电量为q(q>0)的粒子从A点以初速度竖直向上飞出,进出磁场后,又竖直向上通过B点,该过程中的竖直速度,和水平速度的变化关系如图2所示,该图像包括一条直线和一段圆心在O点的圆弧,
图像与y轴的交点为和,已知
A、B两点间距为h=5d。不计空气
阻力及粒子重力。
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17.
(1)求电场强度的大小;
(2)求磁感应强度的大小;
(3)若该粒子从A点以速度竖直向下飞出,长时间来看,粒子将向下或向上漂移,求漂移速度大小(一个周期内粒子的位移与周期的比值为漂移速度)。
例题4
【答案】(1)
(2)
(3)
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18.
解析
(1)粒子从A点飞出后在电场中受到水平向右的电场力,则粒子在电场中做类平抛运动。由题图2可知,粒子进入磁场后,沿x轴方向的速度逐渐减小,且粒子在磁场中沿y轴方向速度为时,沿x轴方向的速度为0,即粒子进入磁场时的速度为,沿y轴方向速度为。由勾股定理可知粒子进磁场时x轴方向速度即
则水平方向由运动学公式知
粒子在电场中由牛顿第二定律知解得
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例题精选
19.
解析
(2)设粒子从A点射出到进入磁场的过程竖直位移为,粒子进入磁场时其速度与竖直方向夹角为,则有可得
设位移与竖直方向的夹角为,由平抛运动规律可知
可得
设在磁场中的运动轨迹半径为R,由对称性可知其在磁场中的竖直位移为由几何关系知
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力有解得
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20.
解析
(3)若该粒子以速度竖直向下飞出,由几何关系知粒子在一个周期内竖直方向的位移大小为
粒子在电磁组合场中运动的周期为
则粒子的漂移速度
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