高考物理二轮复习专题课件带电粒子在复合场中的运动

专题

带电粒子在复合场中的运动2024年·高考二轮复习考向二带电粒子在组合场中的运动考向一带电粒子在叠加场中的运动考向三带电粒子在立体空间的运动考情分析命题规律及方法指导1.命题重点：本专题就是高考的热点，一是带电粒子在电场、磁场组合场（非交叠）中的运动分析，二是带电粒子在电场、磁场和重力场的叠加场中的运动。复合场除了是二维的，也可以是立体空间的。试题背景除了普通电场、磁场的混合，还可以是质谱仪、速度选择器、回旋加速器、霍尔元件等现代科技器件，因此要关注现代科技前沿。2.常用方法：等效重力法、配速法、立体空间图形降维法。3.常考题型：选择题，计算题。命题预测1.本专题属于热点、难点内容；2.高考命题考察方向①带电粒子在复合场中的运动：带电粒子在电场、磁场组合场中运动；带电粒子在电场、磁场和重力场的叠加场中的运动。②常见电学仪器：质谱仪、回旋加速器、速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应及霍尔元件。考情分析学习目标1.通过受力分析和运动情况分析，明确带电粒子在复合场中的运动轨迹；2.运用合成与分解的思想，分析带电粒子在复合场中的运动问题；3.灵活运用动力学观点、能量观点和动量观点，解决带电粒子在电磁场中的多过程问题。1．B12345张瑔张皓然赵润初武帅廷合作探究考向一带电粒子在叠加场中的运动若带电粒子在磁场中所受合力不会零,则粒子的速度会改变,洛伦兹力也会随着变化,合力也会跟着变化,则粒子做一般曲线运动,运动比较麻烦,此时,我们可以把初速度分解成两个分速度,使其一个分速度对应的洛伦兹力与重力(或电场力,或重力和电场力的合力)平衡,另一个分速度对应的洛伦兹力使粒子做匀速圆周运动,这样一个复杂的曲线运动就可以分解分两个比较常见的运动,这种方法叫配速法。qEf洛=BqvvvEf洛=Bqv

问题思考：

(1)匀强电场方向水平向左，带电粒子在xoy竖直平面内做直线运动，粒子受三力力平衡，可用力的合成与分解。(2)小球做直线运动的条件为洛伦兹力与电场力和重力的合力为一对平衡力。电场力与重力合力最大值为2mg,最小为0，运用极值的思想。(3)粒子在叠加场中的运动，电场力和重力的合力竖直向下，引入沿x轴正方向的速度vx,使产生的洛伦兹力与电场力和重力的合力平衡，同时沿x轴负方向大小为vx速度产生竖直向下的洛伦兹力，运用动量定理和动能定理求出距x轴的最大距离。如本题可拆解成以下几个过程：解题建模考向一带电粒子在叠加场中的运动

带电粒子在叠加场中的运动问题一般做匀速直线运动或曲线运动（轨迹为旋轮线），会运用到配速法和动量定理（洛伦兹力的冲量等于动量的变化）。(1)粒子在y>0空间一侧的匀强电场中做类斜抛运动。可用运动的合成与分解的方法来解决。考向二带电粒子在组合场、立体空间中的运动如本题可拆解成以下几个过程：(2)粒子进入磁场后速度在xoy平面内，与磁场B垂直，可用运动的合成与分解的观点来解决，将速度分解到x轴正方向和y轴负方向，在xoz平面内做匀速圆周运动，在y轴负方向做匀速直线运动。(3)粒子在磁场中的运动在xoz平面内做匀速圆周运动，在y轴负方向做匀速直线运动的合运动，螺旋运动。(1)粒子在区域Ⅰ，洛伦兹力与电场力平衡做匀速直线运动。如本题可拆解成以下几个过程：(2)粒子进入区域Ⅲ、Ⅳ中在xoz平面内做匀速圆周运动，再次进入区域Ⅰ再次做匀速直线运动。(3)粒子进入区域Ⅱ，速度所在平面与电场强度垂直，在区域Ⅱ中粒子的运动分解成在xoz平面内的匀速圆周运动，沿y轴正方向的匀加速直线运动，粒子螺旋上升，再次进入区域Ⅲ做匀速圆周运动。

带电粒子在组合场中的运动问题一般具有多过程的特点，解决此问题常采用以粒子运动的轨迹为主线，将多过程拆解成一个个单过程，然后针对每个过程来研究受力情况和运动情况，经常用到运动的合成与分解的方法