第49讲 带电粒子在组合场中的运动（讲义）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第49讲带电粒子在组合场中的运动

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 1

03、考点突破，考法探究 2

考点一.带电粒子在两类组合场中的运动 2

考向1.先电场后磁场 3

考向2.先磁场后电场 5

考点二.STSE中的组合场模型 7

知识点1.质谱仪 7

知识点2.回旋加速器 7

04、真题练习，命题动向 10

考情分析

2024·贵州·高考物理第14题

2024·江苏·高考物理第14题

2024·甘肃·高考物理第15题

2024·广东·高考物理第15题

2024·河北·高考物理第25题

复习目标

目标1.学会处理带电粒子在磁场和磁场组合场中的运动。

目标2.学会处理带电粒子在磁场和电场组合场中的运动。

考点一.带电粒子在两类组合场中的运动

1．组合场：电场与磁场各自位于一定的区域内且不重叠。

2．分析带电粒子在组合场中运动的方法

3．“电偏转”与“磁偏转”的比较

垂直电场线进入匀强电场(不计重力)

垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力)

受力情况

电场力FE＝qE，其大小、方向不变，与速度v无关，FE是恒力

洛伦兹力FB＝qvB，其大小不变，方向随v而改变，FB是变力

轨迹

抛物线

圆或圆的一部分

运动轨迹示例

求解方法

利用类平抛运动的规律求解：

vx＝v0，x＝v0t

vy＝eq\f(qE,m)·t，

y＝eq\f(1,2)·eq\f(qE,m)·t2

偏转角φ满足：

tanφ＝eq\f(vy,vx)＝eq\f(qEt,mv0)

半径：r＝eq\f(mv,qB)

周期：T＝eq\f(2πm,qB)

偏移距离y和偏转角φ要结合圆的几何关系利用圆周运动规律讨论求解

运动时间

t＝eq\f(x,v0)

t＝eq\f(φ,2π)T＝eq\f(φm,Bq)

动能

变化

不变

考向1.先电场后磁场

(1)先在电场中做加速直线运动，然后进入磁场做圆周运动。如图甲、乙所示，在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度。

(2)先在电场中做类平抛运动，然后进入磁场做圆周运动。如图丙、丁所示，在电场中利用平抛运动知识求粒子进入磁场时的速度。

1.(多选)如图所示，在x轴上方第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方存在沿y轴正方向的匀强电场。a、b两个重力不计的带电粒子分别从电场中的同一点P由静止释放后，经电场加速从M点射入磁场并在磁场中发生偏转。最后从y轴离开磁场时，速度大小分别为v1和v2，v1的方向与y轴垂直，v2的方向与y轴正方向成60°角。a、b两粒子在磁场中运动的时间分别为t1和t2，则以下比值正确的是()

A．v1∶v2＝2∶1 B．v1∶v2＝1∶2

C．t1∶t2＝3∶2 D．t1∶t2＝3∶8

2.如图所示，有一个竖直平面xOy，x轴水平，在第一象限有竖直向下的匀强电场，第四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B＝2T。现有一个质量为m＝9.0×10－31kg、电荷量未知的带正电粒子从P点(0,1m)以平行于x轴正方向的速度v0＝8.0×106m/s进入第一象限，并在电场的偏转下从x轴正半轴上的Q点进入第四象限，且在Q点的速度方向与x轴正方向成45°夹角，接着以垂直于y轴的方向进入第三象限，粒子的重力忽略不计，求：

(1)Q点的坐标以及粒子经过Q点时速度v的大小；

(2)粒子的电荷量q。

考向2.先磁场后电场

对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况：

(1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反，如图甲所示，粒子在电场中做加速或减速运动，用动能定理或运动学公式列式求解。

(2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直，如图乙所示，粒子在电场中做类平抛运动，用平抛运动知识分析。

3.如图所示，xOy坐标系的第一象限内有一等腰三角形OAC，底角为53°，底边长为14L，三角形内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在OC边界的左侧有与y轴平行的匀强电场，D是底边OA的中点。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以一定的初速度，从OA边上的D点沿y轴正方向垂直射入磁场，恰好从OC边上某点沿着与x轴平行的方向射入匀强电场。不计粒子的重力，sin53°＝eq\f(4,5)，cos53°＝eq\f(3,5)，求：

(1)粒子的速度大小；

(2)粒子离开磁场后，经过x轴上N点(图中没有标出)，已知NO＝5L，求匀强电场的电场强度；

(3)求粒子从D点到达N点所经历的时间。

考点二.STSE中的组合场模型

知识点1.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，qU＝eq