高考物理二轮复习专题三电场与磁场第三讲带电粒子在复合场中的运动课件（47页PPT）

(共47张PPT)
专题三　电场与磁场
第三讲　带电粒子在复合场中的运动
1．知能网络
2．方法技巧
(1)当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解。
(2)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和受力分析列方程联立求解。
(3)当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。
热点题型1　带电粒子在组合场中的运动
正确区分“电偏转”和“磁偏转”
情境 垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转)
图示
情境 垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转)
受力 FB＝qv0B，FB大小不变，方向总指向圆心，方向变化，FB为变力 FE＝qE，FE大小、方向不变，为恒力
运动
规律 匀速圆周运动
类平抛运动
(1)求磁感应强度的大小；
(2)求电场强度的大小；
(3)若粒子从a点以v0竖直向下发射，长时间来看，粒子将向左或向右漂移，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)。
答案：
解析：
解析：
在竖直方向有：qE＝ma，
匀变速直线运动中，由速度与时间的关系可得：
－v0sin θ＝v0sin θ－at
解析：
由于粒子在磁场中运动的速度大小仍为v0，粒子在磁场中运动的半径仍为2h，由几何关系可知，粒子进入电场时速度与虚线的夹角为α＝
解析：
60°，由(2)问可知，粒子在电场中运动的时间
解析：
练1 (2025·辽宁朝阳模拟)如图所示，虚线为匀强电场和匀强磁场的分界线，电场线与分界线平行。一带电粒子以初速度v0垂直于电场线射入电场，并能进入磁场。已知磁感应强度为B，粒子的比荷为k，不计粒子的重力。则粒子第一次进、出磁场两点的距离为 (　　)
A
解析：
设粒子带正电，进入磁场时速度大小为v，方向与水平方向夹角为α，画出粒子的运动轨迹，如图所示
解析：
练2 (2025·黑吉辽蒙卷)如图所示，在xOy平面第一、四象限内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一带正电的粒子从M(0，－y0)点射入磁场，速度方向与y轴正方向夹角θ＝30°，从N(0，y0)点射出磁场。已知粒子的电荷量为q(q>0)，质量为m，忽略粒子重力及磁场边缘效应。
(1)求粒子射入磁场的速度大小v1和在磁场中运动的时间t1；
答案：
解析：
解析：
解析：
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热点题型2　带电粒子在叠加场中的运动
(1)电场强度E的大小及该粒子第一次经过z＝z0平面时的位置对应的x坐标值；
(2)当该带电粒子沿x轴正方向飞出到达P点时间最小时，求B2的大小；
(3)若将电场E改成沿y轴正方向，粒子同样从坐标原点O沿x轴以速度v射出，求粒子的轨迹方程。
答案：
解析：
解析：
解析：
(2)粒子做匀速圆周运动，可能的运动轨迹如图所示
解析：
解析：
复合场问题的常见模型
类型 图示 说明
匀速直
线运动 所受合力为零
匀速圆
周运动 除洛伦兹力外，其他力的合力为零；
洛伦兹力提供向心力
练3 (多选)(2025·福建卷)如图，竖直面内存在垂直纸面向里的匀强磁场B与水平向右的匀强电场E，一带电粒子在复合场中恰能沿着MN做匀速直线运动，当粒子运动到N点时，撤去磁场，一段时间后粒子经过P点，已知MN与水平面方向的夹角呈45°，NP水平向右。粒子带电量为q，速度为v，质量为m，重力加速度为g，则 (　　)
BC
解析：
解析：
练4 (多选)(经典高考题)如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上，下列说法正确的有 (　　)
A．电子从N到P，静电力做正功
B．N点的电势高于P点的电势
C．电子从M到N，洛伦兹力不做功
D．电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力
BC
解析：
电子从M点由静止释放，从M到N，静电力做正功，M、P在同一等势面上，可知电子从N到P，静电力做负功，A错误；根据沿电场线方向电势降低，可知N点电势高于P点电势，B正确；根据洛伦兹力方向与速度方向垂直，对带电粒子永远不做功，可知电子从M到N，洛伦兹力不做功，C正确；洛伦兹力不做功，且M、P在同一等势面上，可知电子在M点和P点速度都是零，即电子在M点和P点都是只受到静电力作用，所以电子在M点所受的合力等于在P点所受的合力，D错误。
“降维法”解决三维空间问题
[例] (2025·江苏南京模拟)笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，通过改变a、b间电势差的方式使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是(　　)
D
A．盖上盖板，a端带正电
B．打开盖板，a端带正电
C．盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐减小
D．盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大
解析：
化三维为二维，将立体图转化为平面图
[真题提升1] (经典高考题)2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场(如图)，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则 (　　)
D
解析：
根据功率的计算公式可知P＝Fv cos θ，则静电力的瞬时功率为P＝qEv1，A错误；由于v1与磁场B平行，则根据洛伦兹力的计算公式有F洛＝qv2B，B错误；根据运动的叠加原理可知，离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动，沿水平方向做加速运动，则v1增大，v2大小不变，v2与v1的比值不断变小，C错误；离子受到的洛伦兹力大小不变，静电力不变，且洛伦兹力与静电力垂直合力大小不变，则该离子的加速度大小不变，D正确。
答案：
解析：
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解析：
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