题组5 带电粒子在电场和磁场中的运动 课件 - 2026年“说”出命题智慧，“题”升备考效率

该高中物理高考复习课件聚焦“带电粒子在电场和磁场中的运动”核心考点，依据高考评价体系“四层四翼”要求，梳理了复合场分析、运动分解、几何关系应用等关键考查维度，通过高考真题（如2025高考T11）统计明确高频考点分布，归纳选择、计算等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题解析+方法建模+素养培养”策略，以质谱仪原理题为例，拆解运动分解（直线与圆周运动）、几何关系（圆心角与半径）等突破方法，培养科学思维与物理观念，特设易错点分析（几何关系误判等）及专项训练，助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

“说”出命题智慧 “题”升备考效率 带电粒子在电场和磁场中的运动 命题立意 解法赏析 备考提升 01 02 03 目 录 Contents 2 01 考查情境：本题以粒子分析器的物理模型为载体，通过复合场、匀强磁场的运动情境，引导学生理解电场力、洛伦兹力的相互作用，体现了“科学态度与社会责任”的核心价值。 情境溯源 命题立意 01 情境溯源 命题立意 粒子分析仪（Particle Analyzer）是一类用于测量、计数、表征固体/液体/气体中微小颗粒的科学仪器，核心测：粒径、数量、浓度、分布、形状、成分等。 01 情境溯源 命题立意 选择性必修二 17 01 情境溯源 命题立意 要求学生准确理解复合场、匀强磁场中粒子的运动规律，区分不同区域的受力特点。 理解能力 需要学生准确分析粒子运动，再综合求解 分析综合能力 四层四翼 01 情境溯源 命题立意 运用三角函数、几何关系、圆周运动周期公式进行定量计算，体现了数学工具在物理中的应用。 应用数学处理物理问题的能力 四层四翼 01 该题考查电磁学的核心概念与规律，体现基础性。结合复合场、匀强磁场的运动，整合受力分析、运动分析、几何分析，体现了综合性。以粒子分析器为背景，体现物理知识在科技领域的应用。 最后通过“最短时间”“恰好到达接收屏”等条件，增加了问题的开放性与思维深度，体现创新性。 情境溯源 命题立意 四层四翼 2020年1月教育部考试中心发布《中国高考评价体系》，据此提出高考评价理念：“一核四层四翼”，该理念充分体现了价值引领、素养导向、能力为重、知识为基的中心思想。 01 试题解析 解法赏析 A错误 两粒子在Ⅰ区域运动过程，两粒子在x轴方向的速度分量相同，则在Ⅰ区域运动时间相等，根据 可知,甲粒子在Ⅰ区域也是运动半个周期，即两粒子刚进入Ⅱ区域时z轴坐标均为零，沿z轴负方向做匀速直线运动，在xoy平面做匀速圆周运动的情况也相同，所以运动时间相等，即两粒子能同时到达接收屏P. 根据题意甲粒子和乙粒子在x轴方向的分速度相 等，均为 甲粒子在轴方向的分速度 根据几何关系 可得 乙粒子以最短时间到达（d,d,0），则乙在Ⅰ区域运动的时间为做圆周运动的周期的一半，其半径为 根据洛伦兹力提供向心力 联立可得 在Ⅰ区域运动的时间 01 试题解析 解法赏析 在Ⅰ区域运动的时间 沿着x轴正方向，根据运动学公式 解得乙粒子通过O1点时沿x轴方向速度分量为 乙粒子进入Ⅱ区域后，沿轴负方向做匀速直线运动，在平面做匀速圆周运动，根据题意进乙粒子入Ⅱ区域后恰好到达接收屏并被吸收，则乙粒子在Ⅱ区域做圆周运动的半径为 根据洛伦兹力提供向心力，解得 可得， 01 试题解析 解法赏析 B正确 C错误 由前面分析可知，两粒子在Ⅱ区域的运动时间 ，甲乙粒子在接收屏P上位置的z坐标之差 联立解得 01 试题解析 解法赏析 D正确 01 试题解析 解法赏析 易错分析 A B C D 全对 半对 错误 18 15 15 19 10 5 33 37.5% 31.3% 31.3% 39.6% 20.8% 10.4% 81.3% 01 试题解析 解法赏析 易错分析 A B C D 全对 半对 错误 18 15 15 19 10 5 33 37.5% 31.3% 31.3% 39.6% 20.8% 10.4% 81.3% 不能准确分析甲乙粒子的运动情况 没有根据甲乙粒子在x轴方向速度分量相同以及角度关系算出乙的速度 没有理解“最短时间”的含义 不能从三维空间的角度去理解甲乙粒子在区域II的运动 01 备考方法 备考提升 这道题属于高中物理电磁复合场与带电粒子运动的综合题，考察的是带电粒子在复合场中做旋进运动，属于高考中的难点题型。针对这类题的备考策略可以分为以下几个方面： 一、拆解核心考点，逐个突破 复合场分析：掌握电场力、洛伦兹力的方向判断与大小计算，区分“电偏转”和“磁偏转”的运动规律。 运动分解法：将三维运动分解为沿x轴的直线运动和垂直x轴的平面内的匀速圆周运动，分别分析后再合成。 圆周运动参数：熟练运用半径和周期公式的结论，以及圆心、半径、轨迹的几何关系。 二、解题步骤模板化 1. 分解运动：将粒子速度分解为沿x轴和垂直x轴的分量，分别分析两个方向的运动。 2. 计算时间：沿x轴方向做匀加速直线运动，垂直x轴方向做匀速圆周运动，时间由圆弧对应的圆心角和周期决定。 01 备考方法 备考提升 3. 几何分析：画出轨迹图，利用几何关系找到圆心位置，再求解圆周运动的半径或磁感应强度。 4. 联立方程：结合电场力、洛伦兹力公式，联立求解磁感应强度、速度分量、轨迹坐标等未知量。 三、注意避坑 运动时间判断：沿x轴的速度分量决定了粒子在区域内的运动时间，若两粒子vx相同，即使轨迹不同，运动时间也相同。 圆心角计算：圆周运动的轨迹对应的圆心角需要结合几何关系（如弦长、半径）确定，避免盲目使用周期公式。 三维空间转化：将三维运动转化为二维平面分析，简化问题。 四、专项训练建议 专题刷题：多做“带电粒子在复合场中的运动”相关题目，尤其是涉及运动分解和几何轨迹分析的题型。 错题复盘：整理错题，分析错误原因（如几何关系误判、公式误用），总结同类题的解题模板。 限时训练：模拟高考时间，训练快速分析和计算能力，提高解题效率。 01 备考方法 备考提升 五、备考资料推荐 教材：人教版高中物理选修3-1《磁场》、选修3-2《电磁感应》相关章节。 教辅：《五年高考三年模拟》《高考物理真题全刷》中“复合场”专题。 网课：观看高考物理名师关于“带电粒子在复合场中运动”的专题讲解，学习解题技巧。 01 备考方法 备考提升 题型拓展 BD 【详解】AB．在P点将v沿y轴正方向和x轴正方向分解，只有沿y轴方向的速度会引起洛伦兹力，则粒子沿x轴正方向做匀速直线运动，沿平行于y轴方向做匀速圆周运动，结合题意，粒子从P到O时间为 则OP之间的距离 可知当n=1时有 故A错误，B正确； CD．由以上分析可知粒子到达O点时的速度与P点速度相同，左手定则可知此时粒子受到的洛伦兹力方向沿z轴负方向，由计算可知此时与粒子受到的沿z轴正方向的电场力Eq等大相反，即粒子在x≥0区域合力为0，则粒子在x≥0区域做匀速直线运动，故C错误，D正确。 意图：通过一道相似题型，巩固学生在本题当中学到的方法和技巧。 01 考查情境：本题以带电粒子在复合场中的运动为载体，考查学生对物理规律的应用能力，体现了对科学探究、创新思维的培养。 情境溯源 命题立意 01 情境溯源 命题立意 选择性必修二 22 01 情境溯源 命题立意 四层四翼 理解能力 对题目中的临界条件（垂直挡板射入、最小速度）要有准确的理解 01 情境溯源 命题立意 四层四翼 分析综合能力 将复杂的组合运动分解成单项运动，综合运用动能定理、洛伦兹力、几何关系等求解。 01 情境溯源 命题立意 四层四翼 应用数学处理物理问题的能力 熟练运用几何关系、代数运算等数学工具。 01 情境溯源 命题立意 四层四翼 实验与探究能力 该题情境灵活可调，可指导学生通过探究不同情况下的物理规律，培养实验与探究能力。 01 该题通过情境化的命题设计，从物理观念、科学思维和科学探究几方面紧扣物理学科核心素养‌。系统性地考查了学生理解能力、分析综合能力、应用数学能力和实验探究能力。 情境溯源 命题立意 四层四翼 2020年1月教育部考试中心发布《中国高考评价体系》，据此提出高考评价理念：“一核四层四翼”，该理念充分体现了价值引领、素养导向、能力为重、知识为基的中心思想。 01 本题符合中国高考评价体系“一核四层四翼”的要求，以核心素养为导向，考查关键能力，情境真实，问题有梯度，具有良好的区分度和选拔功能， 情境溯源 命题立意 四层四翼 2020年1月教育部考试中心发布《中国高考评价体系》，据此提出高考评价理念：“一核四层四翼”，该理念充分体现了价值引领、素养导向、能力为重、知识为基的中心思想。 01 试题解析 解法赏析 根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 在匀强加速电场中由动能定理有 联立解得 01 试题解析 解法赏析 根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 在区域根据洛伦兹力提供向心力有 粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的 01 试题解析 解法赏析 电场力沿x轴正方向，粒子带正电，则ΔOMN之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足 联立可得 电场方向沿轴正方向。 01 试题解析 解法赏析 当加速电压为 时， 在匀强加速电场中由动能定理有 可得 在ΔOMN区域由洛伦兹力提供向心力有 可得粒子在ΔOMN区域运动的轨迹半径 作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图所示 设粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向夹角为 ， 01 试题解析 解法赏析 根据几何关系可知 则粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向的夹角为 ，由配速法，将速度分解到沿轴正方向和另一个待定速度,使得满足 ，则 此时 ，则 方向正好沿着轴正方向，则设 ，那么粒子从K射出后的运动可分解为沿轴正方向的匀速直线运动和xoy平面内的匀速圆周运动，可知 解得 粒子做圆周运动的周期为 ，粒子至少运动 距离y轴最近，加上整 01 试题解析 解法赏析 周期,则粒子运动 , 时距离y轴最近，则最近位置的横坐标为 纵坐标为， ,综上所述，最近的位置坐标 01 试题解析 解法赏析 易错分析 （1） 31 64.6% （2） 8 16.7% （3） 2 4.2% 01 试题解析 解法赏析 易错分析 （1） 31 64.6% （2） 8 16.7% （3） 2 4.2% 对于电场磁场的分布没有搞清楚 找不到最小速度穿过K的粒子半径 能穿过K孔的粒子可能存在两种情况，不能将错误的情况排除，或不会配速法解题 01 备考方法 备考提升 这道题属于高考物理电磁学综合题，涉及带电粒子在加速电场、偏转磁场、匀强电场中的运动，是高考物理的高频考点，针对这类题的备考策略可以分为以下几个方面： 一、拆解核心考点，逐个突破 电场加速：动能定理 qU =1/2mv2 ，用于计算粒子进入磁场的初速度。 磁场偏转：洛伦兹力提供向心力 qvB = mv2/r ，结合几何关系（弦长、圆心角、半径）确定轨迹和圆心。 电场中的匀速直线运动：电场力与洛伦兹力平衡 qE = qvB ，用于求电场强度大小和方向。 几何分析：利用三角函数、几何对称性确定轨迹圆心、半径和运动范围。 二、解题步骤模板化 1. 电场加速阶段：用动能定理求出粒子速度 v 。 2. 磁场偏转阶段： 01 备考方法 备考提升 由洛伦兹力公式求出轨迹半径r 。 结合挡板的几何关系（如中点K的位置）确定圆心位置和轨迹。 3. 第一象限电场阶段： 若粒子匀速直线运动，则满足 qE = qvB 。 若粒子做曲线运动，分解速度和受力，分析运动轨迹，用配速法解题。 三、注意避坑 几何关系误判：画轨迹图时，注意圆心位置、弦长、圆心角的几何关系，避免凭直觉判断。 速度方向分析：粒子垂直挡板射入时，速度方向与挡板垂直，需结合几何关系确定轨迹半径。 多解问题：粒子在磁场中可能有多种轨迹，需结合题目条件（如“最小速度”“最近位置”）筛选合理解。 01 备考方法 备考提升 四、专项训练建议 专题刷题：重点练习“带电粒子在组合场中的运动”题型，尤其是涉及几何轨迹分析和临界条件的题目以及配速法的使用。 错题复盘：整理错题，分析错误原因（如几何关系错、公式误用），总结同类题的解题模板。 限时训练：模拟高考时间，训练快速分析和计算能力，提高解题效率。 五、备考资料推荐 教材：人教版高中物理选修3-1《电场》《磁场》相关章节。 教辅：《五年高考三年模拟》《高考物理真题全刷》中“组合场”专题。 网课：观看高考物理名师关于“带电粒子在组合场中运动”的专题讲解，学习解题技巧。 01 备考方法 备考提升 题型拓展 01 备考方法 备考提升 题型拓展 意图：通过一道相似题型，巩固学生在本题当中学到的方法和技巧。 粒子沿直线通过速度选择器，电场力与洛伦兹力平衡，有 解得 在加速器中，粒子从静止加速，有 联立解得 粒子进入第一象限磁场后，洛伦兹力提供向心力，有 解得 01 备考方法 备考提升 题型拓展 挡板MN长度为L， ，小孔为中点，粒子恰好垂直挡板射入小孔时，轨迹圆心为N点，轨迹半径 粒子在第一象限磁场中，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 又因为 联立解得 01 备考方法 备考提升 题型拓展 粒子进入电场时速度 ， 方向垂直于挡板，把速度分解到x轴，有 y轴方向，有 其中x轴方向分速度，对应粒子受到竖直向上的洛伦兹力 粒子受到的电场力 因此粒子运动可分解为沿轴方向的匀速运动和半径 ,圆心在K点右侧的圆周运动，所以运动过程中粒子距离轴的最大距离 谢谢大家 $