专题07带电粒子在复合场中的运动-高考物理考纲解读及热点难点试题演练精品资料.pdf

(1) 主要考查三种常见的运动规律，即匀变速直线运动、平抛运动及圆周运动．一般出现在试 卷的压轴题中． (2) 以电磁技术的应用为背景材料，联系实际考查学以致用的能力，一般出现在压轴题中． (3)偶尔出现在选择题中，给出一段技术应用的背景材料，考查带电粒子在场中的运动规律及 特点． 【命题趋势】 一、带电粒子在 “组合场 ”中的运动 (1)组合场：指电场、磁场、重力场有两种场同时存在，但各位于一定的区域内且并不重叠， 且带电粒子在一个场中只受一种场力的作用。 (2)对 “组合场 ”问题的处理方法 最简单的方法是进行分段处理，要注意在两种区域的交界处的边界问题与运动的连接条件， 根据受力情况分析和运动情况分析，大致画出粒子的运动轨迹图，从而有利于直观地解决问 题。 【方法技巧】解决带电粒子在组合场中运动的一般思路和方法 : (1) 明确组合场是由哪些场组合成的。 (2)判断粒子经过组合场时的受力和运动情况，并画出相应的运动轨迹简图。 (3)带电粒子经过电场时利用动能定理和类平抛运动知识分析。 (4)带电粒子经过磁场区域时通常用圆周运动知识结合几何知识来处理。 二、带电粒子在复合场中的运动 1.正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提 带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及初始运动的速度，因此应 把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。 2.灵活选用力学规律是解决问题的关键 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 ;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平衡条件列方程联立求解 ;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。 由于带电粒子在复合场中受力情况复杂， 往往出现临界问题， 此时应以题目中出现的 “恰好 ”“最 大 ”“最高 ”“至少 ”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方 程联立求解。 三、带电粒子在周期性的电场、磁场中的运动 带电粒子在交变电场或磁场中运动情况较复杂，运动情况不仅取决于场的变化规律，还与粒 子进入场的时刻有关，一定要从粒子的受力情况着手，分析出粒子在不同时间间隔内的运动 情况，若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间，那么粒子在穿越电场的过程中， 可看做匀强电场。 【方法技巧】空间存在的电场或磁场是随时间周期性变化的， 一般呈现 “矩形波 ”的特点。交替 变化的电场及磁场会使带电粒子顺次经过不同特点的电场、磁场或叠加的场，从而表现出多 过程现象，其特点较为隐蔽，应注意以下两点 : (1)仔细确定各场的变化特点及相应时间，其变化周期一般与粒子在磁场中的运动周期关联。 (2)把粒子的运动过程用直观草图进行分析。 【误区警示】 3.混淆处理 “磁偏转 ”和 “电偏转 ” (1)粒子在恒力 (如重力、电场力等 )作用下的 “电偏转 ”是类平抛运动，采用分解为匀速运动和匀 加速运动来处理。 (2)粒子在洛伦兹力作用下的偏转是匀速圆周运动，采用圆周运动规律结合几何关系来处理。 考点 1、带电粒子在组合复合场中的运动 【例1】 (2013 安徽卷，· 23) 如图 3 －7 －2 所示的平面直角坐标系 xOy，在第Ⅰ象限内有平行于 y 轴的匀强电场，方向沿 y 轴正方向； 在第Ⅳ象限的正三角形 abc 区域内有匀强磁场， 方向垂直于 xOy 平面向里， 正三角 形边长为 L，且 ab 边与 y 轴平行．一质量为 m、电荷量为 q 的粒子，从 y 轴上的 P(0 ，h)点， 以大小为 v0 的速度沿 x 轴正方向射入电场，通过电场后从 x 轴上的 a(2h，0)点进入第Ⅳ象限， 又经过磁场从 y 轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与 y 轴负方向成 45 °角，不计粒子所受的重 力．求： (1) 电场强度 E 的大小； (2)粒子到达 a 点时速