【正文】 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 第 3講 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 復(fù)合場(chǎng) 【 思維驅(qū)動(dòng) 】 如 圖 831所示，一帶電小球在一 正交電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域里做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面 向里，則下列說(shuō)法正確的是 ( )． A．小球一定帶正電 B．小球一定帶負(fù)電 C．小球的繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針 D．改變小球的速度大小，小球?qū)⒉蛔鰣A周運(yùn)動(dòng) 圖 831 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 解析 由于小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有 qE＝ mg，電場(chǎng)力方向豎直向上，所以小球一定帶負(fù)電，故 A錯(cuò)、 B正確；洛倫茲力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由左手定則可判定小球繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針，故 C正確；改變小球速度大小，小球仍做圓周運(yùn)動(dòng)， D正確． 答案 BC 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 【 知識(shí)存盤(pán) 】 復(fù) 合場(chǎng)是指電場(chǎng) 、 和重力場(chǎng)并存 ， 或其中某兩場(chǎng)并存 ， 或分區(qū)域存在 ． 從場(chǎng)的復(fù)合形式上一般可分為如下四種情況： ① 相鄰場(chǎng)； ② 重疊場(chǎng)； ③ 交替場(chǎng)； ④ 交變場(chǎng) . 磁場(chǎng) 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類(lèi) 【 思維驅(qū)動(dòng) 】 (2022龍巖檢測(cè) )圖 832所示 ， 空間 存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 電場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙 面向里，一帶電油滴 P恰好處于靜止?fàn)? 態(tài)，則下列說(shuō)法正確的是 ( )． A．若僅撤去磁場(chǎng)， P可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．若僅撤去電場(chǎng)， P可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．若給 P一初速度， P不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) D．若給 P一初速度， P可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 圖 832 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 解析 P處于靜止?fàn)顟B(tài)，帶負(fù)電荷， mg＝ qE，若僅撤去磁場(chǎng)，P仍靜止， A錯(cuò)；僅撤去電場(chǎng)， P向下加速，同時(shí)受到洛倫茲力，將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)， B錯(cuò)；給 P一初速度，垂直磁場(chǎng)方向，因 mg＝ qE， P只受洛倫茲力作用，將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)、 D對(duì)． 答案 D 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 【 知識(shí)存盤(pán) 】 1． 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)： 當(dāng) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí) ， 將處于 狀態(tài)或做 ． 2． 勻速圓周運(yùn)動(dòng)： 當(dāng) 帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小 ， 方向 時(shí) ， 帶電粒子在洛倫茲力的作用下 ， 在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做 運(yùn)動(dòng) ． 靜止 勻速直線運(yùn)動(dòng) 相等 相反 勻速圓周 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 3． 一般的曲線運(yùn)動(dòng)： 當(dāng) 帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化 ， 且與初速度方向不在同一條直線上 ， 粒子做 變速曲線運(yùn)動(dòng) ， 這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧 ， 也不是拋物線 ． 4． 分階段運(yùn)動(dòng)： 帶 電粒子可能依次通過(guò)幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域 ， 其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化 ， 其運(yùn)動(dòng)過(guò)程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成 . 非勻 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 【 思維驅(qū)動(dòng) 】 (2022海南卷 ， 2)如 圖 833 所示 ， 在兩水平極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng) 和勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 電場(chǎng)方向豎直向下 ， 磁 場(chǎng)方向垂直于紙面向里 ． 一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過(guò)兩極板 ． 若不計(jì)重力 ， 下列四個(gè)物理量中哪一個(gè)改變時(shí) ， 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)改變 ( )． A． 粒子速度的大小 B． 粒子所帶的電荷量 C． 電場(chǎng)強(qiáng)度 D． 磁感應(yīng)強(qiáng)度 電場(chǎng)磁場(chǎng)同區(qū)域應(yīng)用實(shí)例 圖 833 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 解析 粒子以某一速度沿水平直線通過(guò)兩極板，其受力平衡有 Eq＝ Bqv，則知當(dāng)粒子所帶的電荷量改變時(shí)，粒子所受的合力仍為 0，運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)改變，故 B項(xiàng)正確． 答案 B 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 【 知識(shí)存盤(pán) 】 裝置 原理圖 規(guī)律 速度選擇器 若 q v0B ＝ Eq ，即 v0＝EB，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng) 磁流體發(fā)電機(jī) 等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負(fù)電，兩極電壓為 U 時(shí)穩(wěn)定， qUd＝q v0B ， U ＝ v0Bd 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 電磁流 量計(jì) UDq ＝ q v B 所以 v ＝UDB所以 Q ＝ v S ＝UDBπ??????D22 質(zhì)譜儀、回旋加速器《見(jiàn)第 2 講》 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 溫馨提示 復(fù)合場(chǎng)中重力是否考慮的三種情況 (1)對(duì)于微觀粒子 ， 如電子 、 質(zhì)子 、 離子等 ， 因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小 ， 可以忽略 ． 而對(duì)于一些實(shí)際物體 ， 如帶電小球 、 液滴 、 金屬塊等 ， 一般應(yīng)考慮其重力 ． (2)在題目中明確說(shuō)明的按說(shuō)明要求是否考慮重力 ． (3)不能直接判斷是否考慮重力的，在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，要由分析結(jié)果確定是否考慮重力 . 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 考點(diǎn)一 帶電粒子在分離復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【 典例 1】 (2022課標(biāo)全國(guó)卷 ， 25)如圖 834 所示 ， 一半徑為 R的圓表示一柱形區(qū)域 的橫截面 (紙面 )． 在柱形區(qū)域內(nèi)加一方 向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 一質(zhì)量為 m、 電荷量為 q的粒子沿圖中直線在圓上的 a 點(diǎn)射入柱形區(qū)域 ， 在圓上的 b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域 ， 離開(kāi)時(shí)速度方向與直線垂直 ． 圓心 O到直線的距離為 R.現(xiàn)將磁場(chǎng)換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng) ， 同一粒子以同樣速度沿直線在 a點(diǎn)射入柱形區(qū)域 ， 也在 b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域 ． 若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B， 不計(jì)重力 ， 求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 ． 圖 834 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 規(guī)范解答 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)圓周的半徑為 r ，由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 q v B ＝ mv2r ① 式中 v 為粒子在 a 點(diǎn)的速度． 過(guò) b 點(diǎn)和 O 點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于 c 和 d點(diǎn)．由幾何關(guān)系知，線段 ac 、 bc 和過(guò) a 、 b 兩點(diǎn)的圓弧軌跡的兩條半徑 ( 未畫(huà)出 ) 圍成一正方形．因此 ac ＝ bc ＝r ② 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 設(shè) cd ＝ x ，由幾何關(guān)系得 ac ＝45R ＋ x ③ 0 bc ＝35R ＋ R2－ x2 ④ 聯(lián)立 ②③④ 式得 r ＝75R ⑤ 再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E ，粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)．設(shè)其加速度大小為 a ，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得 qE ＝ma ⑥ 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)練 粒子在電場(chǎng)方向和直線方向所走的距離均為 r ，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得r ＝12at2 ⑦ r ＝ v t ⑧ 式中 t 是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間． 聯(lián)立 ①⑤⑥⑦⑧ 式得 E ＝14 qRB25 m. ⑨ 答案 14 qRB25 m 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 活頁(yè)限時(shí)訓(xùn)