2026届高考物理二轮专项练：带电粒子在组合场、交变场中的运动

带电粒子在组合场、交变场中的运动

突破点一　带电粒子在组合场中的运动

1.组合场的三种常见情况

（1）磁场与磁场的组合，即强弱或方向不同的磁场分别位于不重叠的区域内；

（2）电场与磁场分别位于不重叠的区域内；

（3）电场、磁场在同一区域交替出现。

2.带电粒子在分离的电场、磁场中的常见运动及求法

命题点一：磁场与磁场的组合

磁场与磁场的组合问题实质就是两个有界磁场中的圆周运动问题，解题关键：

（1）带电粒子在两个磁场中的速度大小相同，轨迹半径和运动周期一般不同。

（2）充分利用两段圆弧轨迹的衔接点与两圆心共线的特点，进一步寻找边、角等几何关系。

命题点二：先电场后磁场

　先电场后磁场的几种常见情形

（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。

命题点三：先磁场后电场

　先磁场后电场的几种常见情形

突破点二　组合场应用实例

命题点一：质谱仪

1.构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。

2.原理：粒子由静止被加速电场加速，有qU＝mv2。

粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB＝m。

由以上两式可得r＝，m＝，＝。

命题点二：回旋加速器

1.构造：

如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形盒处于匀强磁场中。

2.原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由qvB＝，得Ekm＝，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定，与加速电压无关。

3.运动总时间

粒子在磁场中运动一个周期，被电场加速两次，每次增加动能qU，加速次数n＝，粒子在磁场中运动的总时间t＝T＝·＝。

突破点三　带电粒子在交变场中的运动

1.交变场的常见类型

（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.分析带电粒子在交变场中运动问题的基本思路

强化训练：

一、单选题

1．“碳-14测年法”通过测量生物化石中碳同位素的丰度来确定年代。如图所示为某质谱仪的原理简化图，离子源A可产生初速度不计、电荷量相同的和。两离子经电压为U的加速电场后，垂直边界进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，最终由边界探测器接收。已知离子重力及相互作用忽略不计，下列说法正确的是（　　）