2025届高考物理热点题型归类专题26带电粒子在复合场中的运动讲义+变式演练.pdf

专题26带电粒子在复合场中的运动

目录

题型一带电粒子在组合场中的运动1

类型1磁场与磁场的组合2

类型2先磁场后电场4

类型3先电加速后磁偏转8

类型4先电偏转后磁偏转10

题型二带电粒子在叠加场中的运动14

题型三带电粒子在交变电、磁场中的运动18

题型四洛伦兹力与现代科技22

类型1质谱仪的原理及应用22

类型2回旋加速器的原理和应用25

类型3电场与磁场叠加的应用实例分析29

题型一带电粒子在组合场中的运动

1．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场交替

出现．

2．分析思路

(1)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．

(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)画运动轨迹：根据受力分析和运动分析，大致画出粒子的运动轨迹图，有利于形象、直

观地解决问题．

3．常见粒子的运动及解题方法

类型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．

【例1】(多选)如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、

四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，P(－2L,0)、Q(0，

－2L)为坐标轴上的两点．现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不

计电子的重力，则下列说法中正确的是()

πm

A．若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动时间可能为

2eB

πL

B．若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动路程可能为

2

2πm

C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间一定为

eB

D．若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程可能为πL或2πL

【例2】.如图所示，空间均匀分布的磁场，其方向都垂直于纸面向外，y轴是两磁场的分界

面．在x0区域内，磁感应强度大小为B1＝2T，在x0的区域内，磁感应强度大小为B2

＝1T．在坐标原点O处有一个中性粒子(质量为M＝3.2×10－25kg)分裂为两个带等量异号的

带电粒子a和b，其中粒子a的质量m＝γM(γ可以取0～1的任意值)，电荷量q＝＋3.2×10

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C，分裂时释放的总能量E＝1.0×10eV.释放的总能量全部转化为两个粒子的动能．设a

粒子的速度沿x轴正方向．不计粒子重力和粒子之间的相互作用；不计中性粒子分裂时间．求：

(1)若γ＝0.25，粒子a在右边磁场运动的半径Ra1；

(2)γ取多大时，粒子a在右边磁场运动的半径最大；

(3)γ取多大时，两粒子会在以后的运动过程中相遇？

【例3】宇宙中的暗物质湮灭会产生大量的高能正电子，正电子的质量为m，电荷量为e，

通过寻找宇宙中暗物质湮灭产生的正电子是探测暗物质的一种方法(称为“间接探测”)．如图

所示是某科研攻关小组为空间站设计的探测器截面图，粒子入口的宽度为d，以粒子入口处

的上沿为坐标原点建立xOy平面直角坐标系，以虚线AB、CD、EF为边界，0xd区域有

垂直纸面向外的匀强磁场，dx2d区域有垂直纸