2025年高考物理一轮总复习第十一章磁场专题强化15带电粒子在组合场中的运动.pptxVIP

;专题强化十五带电粒子在组合场中的运动;核心考点·重点突破;核心考点·重点突破;1;(2)原理(如图所示);2．回旋加速器

(1)构造：如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源。;(2)工作原理

①交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等；

②粒子每经过一次D形盒缝隙，粒子被加速一次。

(3)最大动能;(4)粒子运动的总时间;【跟踪训练】

(质谱仪)(2023·福建卷)阿斯顿(F.Aston)借助自己发明的质谱仪发现了氖等元素的同位素而获得诺贝尔奖，质谱仪分析同位素简化的工作原理如图所示。在PP′上方存在一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两个氖离子在O处以相同速度v垂直磁场边界入射，在磁场中发生偏转，分别落在M和N处。已知某次实验中，v＝9.6×104m/s，B＝0.1T，落在M处氖离子比荷(电荷量和质量之比)为4.8×106C/kg；P、O、M、N、P′在同一直线上；离子重力不计。;(1)求OM的长度；

(2)若ON的长度是OM的1.1倍，求落在N处氖离子的比荷。;C ;2;2．“磁偏转”和“电偏转”的比较;3.常见粒子的运动及解题方法;?考向1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，带电粒子在两个磁场中的速度大小相同，但轨迹半径和运动周期往往不同。解题时要充分利用两段圆弧轨迹的衔接点与两圆心共线的特点，进一步寻找边角关系。;(2023·浙江卷改编)利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，Oxy平面(纸面)的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行x轴的区域Ⅰ和Ⅱ，其中区域Ⅰ存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场，区域Ⅱ存在磁感应强度大小为B2的匀强磁场，方向均垂直纸面向里，区域Ⅱ的下边界与x轴重合。位于(0,3L)处的离子源能释放出质量为m、电荷量为q、速度方向与x轴夹角为60°的正离子束，沿纸面射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。;(1)求离子不进入区域Ⅱ的最大速度v1及其在磁场中的运动时间t；;[解析](1)当离子不进入磁场Ⅱ速度最大时，轨迹与边界相切，则由几何关系

r1cos60°＝r1－L

解得r1＝2L;可知r1＝2r2

粒子在磁场中运动轨迹如图，设O1O2与磁场边界夹角为α，由几何关系;?考向2先电场后磁场?;解答电场与磁场组合问题解题思路

(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。;(1)现要求所有电子均能平行进入金

属板间，求磁感应强度B的大小；

(2)若电子初速度满足(1)的条件且进

入收集装置时在竖直方向分布均匀，单

位时间内电子数为n，求平行金属板的

收集效率和单位时间内电子减少的总电势能；

(3)在(2)中未能收集的电子离开平行金属板后与BC板发生碰撞，要求电子垂直撞击BC板，应调整θ为多少？调整后与BC撞击的电子有60%被完全吸收，40%电子会被反弹，反弹后的速度大小减小为原来的一半，求BC板受到的作用力大小。;?考向4粒子在组合场中的多次运动问题

(2023·山东卷)如图所示，在0≤x≤2d,0≤y≤2d的区域中，存在沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为m，电荷量为q的带正电粒子从OP中点A进入电场(不计粒子重力)。;(1)若粒子初速度为零，粒子从上边界垂直QN第二次离开电场后，垂直NP再次进入电场，求磁场的磁感应强度B的大小；

(2)若改变电场强度大小，粒子以一定的初速度从A点沿y轴正方向第一次进入电场、离开电场后从P点第二次进入电场，在电场的作用下从Q点离开。

①求改变后电场强度E′的大小和粒子的初速度v0；

②通过计算判断粒子能否从P点第三次进入电场。;(2)①由题意可知，做出粒子在电场和磁场中运动轨迹如图;名师讲坛·素养提升;带电粒子在交变场中的运动

1．交变场的常见的类型

(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;(1)粒子P的比荷；

(2)t＝2t0时刻粒子P的位置；

(3)带电粒子在运动中距离原点O的最远距离L。;(2)如图1所示，质子在磁场中运动轨迹与磁场右边界相切时半径最大，B最小，

由几何关系知

R1＋R1cos60°＝d，;(3)如图2所示，要想满足题目要求，则质子在磁场变化的半个周期内的偏转角为60°，