带电粒子在电磁场中的运动解读.docxVIP

英才苑 英才苑 会员交流资料 保护版权人人有责 保护版权人人有责 英才苑 英才苑 会员交流资料 保护版权人人有责 保护版权人人有责 带电粒子在电磁场中的运动 [P 3.] 一、考点剖析： 带电粒子在电场中的运动比物体在重力场中的运动要丰富得多， 它与运动学、动力学、功和 能、动量等知识联系紧密，加之电场力的大小、方向灵活多变，功和能的转化关系错综复杂， 其难度比力学中的运动要大得多。 带电粒子在磁场中的运动涉及的物理情景丰富， 解决问题所用的知识综合性强， 很适合对能 力的考查，是高考热点之一。 带电粒子在磁场中的运动有三大特点： ①与圆周运动的运动学 规律紧密联系②运动周期与速率大小无关③轨道半径与圆心位置的确定与空间约束条件有 关，呈现灵活多变的势态。 因以上三大特点，很易创造新情景命题，故为高考热点，近十年的高考题中，每年都有，且 多数为大计算题。 带电粒子在电磁场中的运动 ：若空间中同时同区域存在重力场、 电场、磁场，则使粒子的受 力情况复杂起来；若不同时不同区域存在， 则使粒子的运动情况或过程复杂起来， 相应的运 动情景及能量转化更加复杂化，将力学、电磁学知识的转化应用推向高潮。 该考点为高考命题提供了丰富的情景与素材， 为体现知识的综合与灵活应用提供了广阔的平 台，是高考命题热点之一。 [P 5.]二、知识结构 直线运动：如用电场加速或减速粒子偏转: 带电粒子在电磁场中的运动在磁场中的运动在电场中的运动偏转：类平抛运动，一般分解成两个分运动匀速圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束kqQ 2 二 带电粒子在电磁场中的运动 在磁场中的运动 在电场中的运动 偏转：类平抛运动，一般分解成两个分运动 匀速圆周运动：以点电荷为圆心运动或受装置约束 kqQ 2 二 kqQ 2 T = 3 mv mv3 直线运动：带电粒子的速度与磁场平行时 匀速圆周运动： 带电粒子的速度与磁场垂直时 … mv 十 2兀m R - T - qB qB 厂 直线运动：垂直运动方向的力必定平衡 在复合场中的运动 匀速圆周运动：重力与电场力一定平衡，由 洛伦兹力提供向心力 一般的曲线运动: 英才苑 英才苑 会员交流资料 保护版权 保护版权 英才苑 英才苑 会员交流资料 保护版权 保护版权 1/2 mv2=qUL=v°t t=L/ VoF=q E a=qE/m带电粒子通过电场的侧移2y 冷 1/2 mv2=qU L=v°t t=L/ Vo F=q E a=qE/m 带电粒子通过电场的侧移 2 y 冷 at2 2 md V2 1 qU匸 4U加d Ut 偏向角0 tan v°=v0 = mdV02 vy _ at qUL 2dU加 -ut- v---Lj^vt 0 v [P 6.]三、复习精要： 1、带电粒子在电场中的运动 带电粒子的加速 由动能定理 带电粒子的偏转 带电粒子在初速度方向做匀速运动 带电粒子在电场力方向做匀加速运动 (3)处理带电粒子在电场中的运动问题的一般步骤： 分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否要考虑重力、电场力是否是恒力等 分析带电粒子的初始状态及条件，确定粒子作直线运动还是曲线运动 建立正确的物理模型，进而确定解题方法 利用物理规律或其它解题手段(如图像等)找出物理量间的关系，建立方程组 2、带电粒子在磁场中的运动 带电粒子的速度与磁感应线平行时，能做匀速直线运动； 当带电粒子以垂直于匀强磁场的方向入射， 受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动。当带电粒子 在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心力时，其余各力的合力一定为零 qvB2：mqB qvB 2：m qB 带电粒子在磁场中的运动常因各种原因形成多解， 通常原因有：①带电粒子的电性及磁场方 向的不确定性，②粒子运动方向的不确定性及运动的重复性，③临界状态的不唯一性等。 带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在复合场中的运动， 其本质是力学问题，应按力学的基本思路， 运用力学的基本规 律研究和解决此类问题。 当带电粒子在电磁场中运动时，电场力和重力可能做功 ，而洛仑兹力始终不做功? 当带电粒子在电磁场中作多过程运动时 ，关键是掌握基本运动的特点和寻找过程的边界条 件. [P 11J07年理综山东卷25?飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示，在真空 状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同价位的正离子，自 a板小孔进入a、 b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入 M、N板间的偏转控制区，到达探测器。 已知元电荷电量为 e, a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为 L。不计离子重力及 进入a板时的初速度。 (1 )当a、b间的电压为2」寸，在M、N间加上适当的电压 U2,使离子到达探测器。请导 出离子的全部飞行时间与比荷 K ( K=ne/m)