2019版高考物理二轮复习-专题三 电场和磁场 第3讲 带电粒子在复合场中的运动课件
专题三第3讲带电粒子在复合场中的运动
且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：
栏目 导引
专题三 电场与磁场
(1)电场强度E的大小； (2)粒子到达a点时速度的大小和方向； (3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．
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专题三 电场与磁场
解析：(1)设粒子在电场中运动的时间为 t，则有 x＝ v0t＝ 2h 1 2 y＝ at ＝ h 2 qE＝ ma mv2 0 联立以上各式可得 E＝ . 2qh
有什么特点？能确定电性吗？
(3) 带电微粒进入第三象限做匀速圆周运动，重力和电场力 应具有什么关系？
栏目 导引
专题三 电场与磁场
【解析】 (1)在第一象限内，带电微粒从静止开始沿 Pa 做匀 加速直线运动，受重力 mg 和电场力 qE1 的合力一定沿 Pa 方 向，电场力 qE1 一定水平向左． 带电微粒在第四象限内受重力 mg、 电场力 qE2 和洛伦兹力 qvB 做匀速直线运动， 所受合力为零． 分析受力可知微粒所受电场 力一定水平向右，故微粒一定带正电． 所以，在第一象限内 E1 方向水平向左(或沿 x 轴负方向 )． 根据平行四边形定则，有 mg＝qE1tan θ 解得 E1＝ 3mg/q.
值．(不考虑粒子间相互影响)
栏目 导引
专题三 电场与磁场
【解析】 (1)当粒子的运动轨迹恰好与 MN 相切时， r 最大， mv2 mv0 0 粒子速度最大由 qv0B＝ ，得 r0＝ r0 qB r0 由几何关系可知，此时 sin 45° ＝ d－ r0 d 得 r0＝ ＝ ( 2－ 1)d 2＋ 1 qBd 2－ 1 qBd 两者联立，解得： v0＝ ＝ m m 2＋ 1 qBd 2－ 1 即粒子速度的取值范围为 0＜ v′0≤ . m
高三物理二轮复习 专题三 电场和磁场 第3讲 带电粒子在组合场、复合场中的运动课件
对应的发射方向分布的角度范围为：θ1＝2π－θ0⑤
由图可知Z粒子的发射速度与磁场左边界所夹角度范围内
发射的粒子轨迹弦长也大于r，所以有η＝θ1＋π θ⑥
解得η＝12
[答案]
(1)1.0×104 N/C
π 6
1 (2)2
2．(2015·郴州质检)如图所示，离子源 A 产生初速度为零、 带电量均为 e、质量不同的正离子被电压为 U0 的加速电场加速 后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板 HM 上的小孔 S 离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边 界 MN 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，已知 HO＝d，HS＝ 2d，∠MNQ＝90°。(忽略粒子所受重力)
[答案] C
2．在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与 半径r＝494 m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水 平面的夹角θ＝ 37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有 匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B＝1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方 向水平向右，电场强度E＝1×104 N/C。小物体P1质量m＝ 2×10－3 kg、电荷量q＝＋8×10－6 C，受到水平向右的推力F ＝ 9.98×10－3 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D 点后撤去推力。
解得离子在磁场中做圆周运动的半径
R＝2
mU0 eB2
(3)由(2)中R＝2
mU0 eB2
可知，质量为4m的离子在磁
场中的运动打在S1，其运动半径为R1＝2
4mU0 eB2
如图所示，根据几何关系，由 R′2＝(2R1)2＋(R′－R1)2 解得R′＝52R1 再根据12R1≤Rx≤52R1 解得m≤mx≤25m
2019届高考物理二轮复习第3章电场和磁场3.2带电粒子在复合场中的运动课件
(1)求该离子的电性和比荷(即电荷量 q 与其质量 m 的比值)； (2)求离子在磁场中的偏转半径 r 与磁感应强度 B 的大小； (3)试比较离子分别在电场和磁场中运动的时间大小关系，并 说出理由．
[解析] (1)根据离子在磁场中的偏转方向，利用左手定则可 判断离子带正电
离子在匀强电场中做类平抛运动
(1)微粒再次经过直线 OO′时与 O 点的距离； (2)微粒在运动过程中离开直线 OO′的最大高度； (3)水平移动挡板，使微粒能垂直射到挡板上，挡板与 O 点 间的距离应满足的条件．
[解析] (1)根据题意可知，微粒所受的重力大小 G＝mg＝ 8×10－3 N，方向竖直向下
微粒所受电场力大小 F＝qE＝8×10－3 N，方向竖直向上 因此重力与电场力平衡
(3)离子在电场中运动的时间小于其在磁场中运动的时间，因
为离子在电场中运动时，水平方向的分速度与离子在磁场中运动
的速度相同，离子在电场中沿水平方向做匀速直线运动，在磁场
中做匀速圆周运动，弧长大于电场的宽度，所以离子在磁场中运
动的时间hLv220
L2＋h2 (2) 2h
则微粒离开直线 OO′的最大高度： H＝x＋R＝2.48 m
(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点 P，P 点在直线 OO′下 方时，由图象可以知道，挡板 MN 与 O 点间的距离应满足：L＝ (2.4n＋0.6) m(n＝0,1,2，…)
在磁场中运动的时间为 t＝T4＝πqmB＝2×130.61×4 0.01 s＝1.57×10－4 s，D 错误．
[答案] AC
考向 3 带电粒子在周期性变化的电磁场中的运动分析 [例 3] [2018·河北邢台市第二次模拟]如图甲所示，竖直挡板 MN 左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀 强磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度 E＝40 N/C，磁感应 强度 B 随时间 t 变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直纸面向 里为正方向．t＝0 时刻，一质量 m＝8×10－4 kg、电荷量 q＝＋2×10 －4 C 的微粒在 O 点具有竖直向下的速度 v＝0.12 m/s，O′是挡板 MN 上一点，直线 OO′与挡板 MN 垂直，取 g＝10 m/s2，求：
2019届高考物理总复习第九章磁场第三节带电粒子在复合
(3)非匀变速曲线运动：当带电粒子所受的合外力的大小和方 向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上时，粒子做非 匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛 物线．
二、带电粒子在复合场中运动的应用实例 1．质谱仪 (1)构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相 底片等构成．
(2)原理：粒子由静止在加速电场中被加速，根据动能定理可 得关系式_q_U_＝__12_m__v_2__．粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，做 匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式 qvB＝mvr2.
电流方向与匀强磁场方向垂直的
载流导体，在与电流、磁场方向均
霍尔
平行的表面上出现电势差——霍
效应
尔电势差，其值 U＝kIdB(k 为霍尔
系数)
装置
电磁流 量计
原理图
规律 UDq＝qvB，所以 v＝DUB，所以 Q＝ vS＝DUB·πD2 2
装置
质谱 仪
A．质子被加速后的最大速度不可能超过 2πfR B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关 C．高频电源只能使用矩形交变电流，不能使用正弦式交变 电流 D．不改变 B 和 f，该回旋加速器也能用于加速 α 粒子
提示：选 A.由 T＝2πvR，T＝1f，可得质子被加速后的最大速 度为 2πfR，其不可能超过 2πfR，质子被加速后的最大速度 与加速电场的电压大小无关，选项 A 正确、B 错误；高频电 源可以使用正弦式交变电流，选项 C 错误；要加速 α 粒子， 高频交流电周期必须变为 α 粒子在其中做圆周运动的周期， 即 T＝2qπαmBα，故 D 错误．
洛伦兹力在科技中的应用
【知识提炼】
常见科学仪器的原理
装置
原理图
规律
高考二轮总复习课件物理(适用于老高考)专题3电场与磁场第3讲 带电粒子在复合场中的运动
动一段时间后,经坐标原点O沿z轴正方向进入磁场Ⅰ。不计离子重力。
(1)当离子甲从A点出射速度为v0时,求电场强度的大小E。
(2)若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动,求进入磁场时的最大速度vm。
(3)离子甲以 的速度从
2
强电场的等势面,从开始到带电粒子再次运动到x轴时,静电力做功为0,洛
伦兹力不做功,故带电粒子再次回到x轴时的速度为0,随后受静电力作用再
次进入第二象限重复向左偏转,故B正确,D错误。
4.(命题角度1)(多选)(2022山东济宁调研)如图所示,一个绝缘且内壁光滑的
环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多),在圆
由
m 2
qvmB=
得 vm= 。
1m
(3)粒子甲在磁场Ⅰ、Ⅱ运动的半径分别为
R1=
=
2
R2= 2R1=
2
2
由(2)的分析,如图所示,根据几何关系得
离子第四次穿过xOy平面的x坐标为x=2R1=d
y坐标为y=2R1=d
即第四次穿过xOy平面的位置坐标为(d,d,0)。
1
C.粒子射出磁场位置到 O 点的距离
D.在磁场中带电粒子运动的时间
8 0
d=
53π
t=
90
)
CD
解析 粒子运动轨迹如图所示。由题知,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,
根据类平抛运动规律知,沿 x 轴方向有 L=3v0t,沿
120 2
E= ,A
错误;沿 y
2
轴方向有 3
为 v= 2 + 2 =5v0,B 错误;
高考物理二轮复习第1部分专题讲练突破三电场和磁场第3讲带电体在组合场、复合场中的运动课件
法.
[命题视角] 视角1 带电体在“电偏转＋磁偏转”模型中的运动 [例1] 在如图所示的坐标系中，y＞0的空间中存在匀强电场，场
强沿y轴负方向；y<0的空间中存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy 平面(纸面)向外．一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，经过 y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向，然后，经过 x轴上x＝1.5h处的P2点进入磁场，不计重力．
知识 规律
②善于画出几何图形处理几何关 系，要有运用数学知识处理物理 问题的习惯． 法：理想化模型法、对 称法、合成法、分解法、临界法 等.
高频考点一
带电粒子在组合场中的运动
1.带电粒子在电场中加速、偏转的处理方法． 知能 2.带电粒子在磁场中运动的受力特点及运动规律． 必备 3.带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的处理方
(3)由题意可知带电粒子与挡板作用时速度方向与挡板垂直，由 此可作出粒子从出发到第一次与挡板碰撞的轨迹如图所示 根据几何关系可知：Rsin 37° ＝1.5h， 即R＝2.5h 根据带电粒子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力可得：qvB＝ mv 2 R 2m v 0 联立可得：B＝ 3qh
由于粒子反弹后仍以相同大小的速度继续在磁场中沿顺时针方向 旋转离开磁场后再进入电场，根据运动的对称性可知，粒子进入 电场后的运动正好是粒子从P1到P2的运动的逆过程，因此可作出 粒子的运动轨迹如图所示
2 v0 度v0进入磁场时，设其圆周运动的半径为R，有Bqv0＝m R ，其
L 中R＝ 当粒子以初速度大小为2 2 v0、方向与x轴正方向成45° 角 2 进入磁场时，(图中α、β、θ均为45° )设其圆周运动的半径为
2 8v0 R′，则有Bq×2 2v0＝m R′
由以上各式可解得R′＝ 2L 由几何关系可知粒子做圆周运动的圆心在y轴上，所以该粒子必 定垂直于y轴进入匀强电场．故粒子到达y轴时，速度方向与y轴 正方向之间的夹角为90° . (2)由几何关系可知CO＝( 2－1)L 带电粒子在电场中做类平抛运动，设其运动时间为t，在电场中 向上运动的距离为h，则有：
高考物理二轮复习专题三电场和磁场考点带电粒子在复合场中的运动课件.ppt
图3－3－2
A．在电场中的加速度之比为 1∶1 B．在磁场中运动的半径之比为 3∶1 C．在磁场中转过的角度之比为 1∶2 D．离开电场区域时的动能之比为 1∶3
解析 两离子所带电荷量之比为 1∶3，在电场中时
由 qE＝ma 知 a∝q，故加速度之比为 1∶3，A 错误；离
开电场区域时的动能由 Ek＝qU 知 Ek∝q，故 D 正确； 在磁场中运动的半径由 Bqv＝mvR2、Ek＝12mv2 知 R＝B1
图3－3－3
A．霍尔元件前表面的电势低于后表面 B．若电源的正负极对调，电压表将反偏 C．IH与I成正比 D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
解析 根据左手定则判断电子受到洛伦兹力偏到霍 尔元件的后表面，所以前表面电势高于后表面，A 项错 误；若电源的正负极对调，线圈中产生的磁场反向，根 据左手定则判断依然是前表面电势高于后表面，B 项错 误；根据UdHq＝Bqv，有 UHB＝Bvd，因为 B＝kI，I＝nqSv， v∝I，联立解得 UH∝I2，而 P＝I2RL，所以 UH∝P，D 项正确；根据题中 UH＝kIHdB，因为 UH∝I2、B＝kI，所 以得到 IH 与 I 成正比，C 项正确。
图3－3－6
A．11
B．12
C．121
D．144
解析 粒子在电场中加速，设离开加速电场的速度为 v，则 qU＝12mv2，粒子进入磁场做圆周运动，半径 r＝mqBv ＝B1 2mqU，因两粒子轨道半径相同，故离子和质子的质 量比为 144，选项 D 正确。
答案 D
2．如图3－3－7所示的平行板器件中，存在相互垂直 的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1＝0.20 T，方向垂直纸面向里，电场强度E1＝1.0×105 V/m， PQ为板间中线。竖靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第 一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角∠AOy＝ 45°，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁 感应强度B2＝0.25 T，边界线的下方有竖直向上的匀强 电场，电场强度E2＝5.0×105 V/m。一束带电荷量q＝ 8.0×10－19 C、质量m＝8.0×10－26 kg的正离子从P点射 入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y 轴上坐标为(0,0.4 m)的Q点垂直y轴射入磁场区，多次穿 越边界线OA。求：
高考物理二轮复习专题三第3讲带电粒子在复合场中的运动课件
[研考向·提能力]_____________________考向研析__掌握应试技能 考向一 带电粒子在组合场中的运动
带电粒子的“电偏转”和“磁偏转”的比较
垂直进入磁场(磁偏转)
垂直进入电场(电偏转)
情景图
受力
FB＝qv0B，FB 大小不变，方 向总指向圆心，方向变化，
FE＝qE，FE 大小、方向不变，
加速电场中 S1、S2 间的加速电压为 U，偏转电场极板长为 L，两板间距 也为 L，板间匀强电场电场强度 E＝2LU，方向水平向左(忽略板间外的电 场)，平行板 f 的下端与磁场边界 ab 相交于点 P，在边界 ab 上实线处固 定放置感光片。测得从容器 A 中逸出的所有粒子均打在感光片 P、Q 之 间，且 Q 距 P 的长度为 3L，不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用， 求：
考向二 带电粒子在叠加场中的运动 1．三种场力的作用特点 (1)重力和电场力可以(不是一定)对带电粒子做功,而洛伦兹力永不做功。 (2)在重力、电场力和洛伦兹力中的两者或三者共同作用下,带电粒子可 能静止,可能做匀速(匀变速)直线运动或类平抛运动,还可能做匀速圆周运 动。
①若只有两个场，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止状态。例如， 电场与磁场叠加满足 qE＝qvB 时、重力场与磁场叠加满足 mg＝qvB 时、 重力场与电场叠加满足 mg＝qE 时。 ②若三场共存，合力为零时，粒子做匀速直线运动，其中洛伦兹力 F＝ qvB 的方向与速度 v 垂直。 ③若三场共存，粒子做匀速圆周运动时，则有 mg＝qE，粒子在洛伦兹力 作用下做匀速圆周运动，即 qvB＝mvr2。
联立可得 t＝23πB4U×L22＝31π6BUL2。
[答案]
U (1)45° (2)2L2B2
高考物理二轮总复习课后习题专题3 电场与磁场 专题分层突破练9 带电粒子在复合场中的运动 (2)
专题分层突破练9 带电粒子在复合场中的运动A组1.(多选)如图所示为一磁流体发电机的原理示意图,上、下两块金属板M、N水平放置且浸没在海水里,金属板面积均为S=1×103m2,板间距离d=100 m,海水的电阻率ρ=0.25 Ω·m。
在金属板之间加一匀强磁场,磁感应强度B=0.1 T,方向由南向北,海水从东向西以速度v=5 m/s流过两金属板之间,将在两板之间形成电势差。
下列说法正确的是( )A.达到稳定状态时,金属板M的电势较高B.由金属板和流动海水所构成的电源的电动势E=25 V,内阻r=0.025 ΩC.若用此发电装置给一电阻为20 Ω的航标灯供电,则在8 h内航标灯所消耗的电能约为3.6×106JD.若磁流体发电机对外供电的电流恒为I,则Δt时间内磁流体发电机内部有电荷量为IΔt的正、负离子偏转到极板2.(重庆八中模拟)质谱仪可用于分析同位素,其结构示意图如图所示。
一群质量数分别为40和46的正二价钙离子经电场加速后(初速度忽略不计),接着进入匀强磁场中,最后打在底片上,实际加速电压U通常不是恒定值,而是有一定范围,若加速电压取值范围是(U-ΔU,U+ΔU),两种离子打在底的值约为片上的区域恰好不重叠,不计离子的重力和相互作用,则ΔUU( )A.0.07B.0.10C.0.14D.0.173.在第一象限(含坐标轴)内有垂直xOy平面周期性变化的均匀磁场,规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正方向,磁场变化规律如图所示,磁感应强度的大小为B0,变化周期为T0。
某一带正电的粒子质量为m、电荷量为q,在t=0时从O点沿x轴正方向射入磁场中并只在第一象限内运动,若要求粒子在t=T0时距x轴最远,则B0= 。
4.(福建龙岩一模)如图所示,在xOy平面(纸面)内,x>0区域存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限存在方向沿、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),以大小为v、方向与y轴正方向夹角θ=60°的速度沿纸面从坐标为(0,√3L)的P1点进入磁场中,然后从坐标为(0,-√3L)的P2点进入电场区域,最后从x轴上的P3点(图中未画出)垂直于x轴射出电场。
高三物理二轮复习课件专题三 第三讲 带电粒子在复合场中的运动
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专题三 电场与磁场
► 建模突破 复合场问题的常见模型
类型
图示
匀速直线运动
说明 所受合力为零
匀速圆周运动
第2轮 物理 （新高考）
除洛伦兹力外，其他力的合力为零
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专题三 电场与磁场
[练 2] (2022·湖南卷)如图所示，两个定值电阻的阻值分别为 R1 和 R2， 直流电源的内阻不计，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为 d，板长 为 3d，极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为 m、电荷量为＋q 的 小球以初速度 v 沿水平方向从电容器下板左侧边缘 A 点进入电容器，做匀速 圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板 发生碰撞，重力加速度大小为 g，忽略空气阻力。
则出电场时粒子的速度为
v＝covs0
α＝2
3
3 v0
粒子出电场后沿直线匀速运动，接着进入磁场，根据牛顿第二定律，洛
伦兹力提供匀速圆周运动所需的向心力得 qvB＝mvr2
第2轮 物理 （新高考）
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专题三 电场与磁场
解析：
解得
r＝mqBv＝2
3mv0 3qB
已知圆形磁场区域半径为 R＝23mqBv0
专题三 电场与磁场
第三讲 带电粒子在复合场中的运动
专题三 电场与磁场
◎高考命题分析
高考命题研究
四年考向分析
1.科学本质、科学态度：以 1.带电粒子在组合场中的运动：
命题 CT扫描、霍尔推进器、磁 山东卷(2022)，辽宁卷(2023)，浙江卷(2023、
主线 控管为试题背景，培养学生 2022)，全国卷Ⅱ(2020)
解得 a＝qmUd 设粒子在平板间的运动时间为 t0，根据类平抛运动的运动规律得d2＝12at02， 3d＝v0t0 联立解得 U＝m3vq02。
2019高考物理大二轮复习 专题三 电场和磁场 专题能力训练10 带电粒子在组合场、复合场中的运动
专题能力训练10 带电粒子在组合场、复合场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.右图为“滤速器”装置示意图。
a、b为水平放置的平行金属板,其电容为C,板间距离为d,平行板内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
a、b板带上电荷,可在平行板内产生匀强电场,且电场方向和磁场方向互相垂直。
一带电粒子以速度v0经小孔O进入正交电磁场可沿直线OO'运动,由O'射出,粒子所受重力不计,则a板所带电荷量情况是()A.带正电,其电荷量为B.带负电,其电荷量为C.带正电,其电荷量为CBdv0D.带负电,其电荷量为2.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。
若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法正确的是()A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小3.如图所示,一带电塑料小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面。
当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为()A.0B.2mgC.4mgD.6mg4.如图所示,虚线区域空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电磁复合场,有一个带正电小球(电荷量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下,那么带电小球可能沿直线通过的是()A.①②B.③④C.①③D.②④5.如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束,下列说法正确的是()A.组成A、B束的离子都带负电B.组成A、B束的离子质量一定不同C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷D.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外6.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。
高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场第三讲带电粒子在复合场中的运动课件.ppt
联立⑨⑪在磁场中的时间 T＝
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3πBl2 6El′ .
16
设粒子由 M 点运动到 N 点所用的时间为 t′， 则 t′＝2t＋22πθT.⑪ 由①⑦⑨○ 10⑪式得 t′＝BEl1＋ 138πl′l.⑫ 答案：见解析
2019年7月17
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17
4．(2018·全国卷Ⅰ)如图，在 y>0 的区域存在方向沿 y 轴负方向的匀强电场，场强大小为 E，在 y<0 的区域存 在方向垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场．一个氕核11H 和 一个氘核21H 先后从 y 轴上 y＝h 点以相同的动能射出，速 度方向沿 x 轴正方向．已知11H 进入磁场时，速度方向与 x 轴正方向的夹角为 60°，并从坐标原点 O 处第一次射出 磁场.11H 的质量为 m，电荷量为 q，不计重力．求：
2019年7月17
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19
解析：(1)11H 在电场中做类平抛运动，水平方向速度 为 v0，竖直方向速度 vy.
竖直方向 tan 60°＝vv0y，① h＝12vyt，② 水平方向 l＝v0t1.③ 联立①②③解得 l＝233h.④
2019年7月17
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20
(2)在电场中竖直方向 v2y＝2qmEh，⑤ 联立①②⑤解得 v0＝ 23qmEh.⑥ 在磁场中由几何关系知 l＝2rsin 60°，⑦ 粒子在磁场中的速度 v0＝vcos 60°，⑧ 在磁场中做匀速圆周运动 qvB＝mvr2.⑨ 联立④⑥⑦⑧⑨解得 B＝ 6qmhE.⑩
知识处理物理问题的习惯．
2019年7月17
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3．电偏转(带电粒子垂直进入匀强电场中)
受力特点 运动性质 处理方法
高考物理二轮复习专题三电场与磁场带电粒子在复合场中的运动学案
第2讲带电粒子在复合场中的运动知识必备1.两种场的模型及三种场力(1)两种场模型①组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠。
②复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域。
(2)三种场力①重力：G＝mg，总是竖直向下，为恒力，做功只取决于初、末位置的高度差。
②电场力：F＝qE，方向与场强方向及电荷电性有关，做功只取决于初、末位置的电势差。
③洛伦兹力：F洛＝qvB(v⊥B)，方向用左手定则判定，洛伦兹力永不做功。
2.带电粒子的运动(1)匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，带电粒子做匀速直线运动。
如速度选择器。
(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与静电力平衡时，带电粒子可以在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。
(3)较复杂的曲线运动带电粒子可能依次通过几个性质不同的复合场区域，其运动情况随区域情况发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。
备考策略1.必须领会的“4种方法和2种物理思想”(1)对称法、合成法、分解法、临界法等；(2)等效思想、分解思想。
2.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状态的速度，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。
3.灵活选用力学规律是解决问题的关键(1)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。
(2)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。
(3)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。
带电粒子在组合场中的运动【真题示例】 (2020·天津理综，11)平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图1所示。
一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动。
通用版2019版高考物理二轮复习第二部分第一板块第3讲吃透“三场特性”探秘复合场中的运动问题讲义含解析
吃透“三场特性”探秘复合场中的运动问题考法学法带电粒子在复合场中的运动问题是历年高考的热点，考查的难度从易到难都有。
考查的题型既有选择题，又有计算题。
考查的主要内容包括：①带电粒子在组合场中的运动；②带电粒子(体)在叠加场中的运动。
该部分内容主要解决的是选择题中的带电粒子在复合场中的运动问题。
用到的思想方法有：①比值定义法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤临界、极值问题的分析方法；⑥等效思想；⑦分解思想。
┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄提能点 一 对电场、重力场的综合考查[重难增分类考点讲练结合过关][研一题]————————————————————————————————[多选]如图所示，一质量为m 的带电小球用长为L 不可伸长的绝缘细线悬挂于O 点，在O 点下方存在一个水平向右、场强为E的匀强电场，小球静止时细线与竖直方向成45°角，不计空气阻力，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．若剪断细线，小球将做曲线运动B ．小球带负电，且电荷量为mgEC ．若突然将电场方向变为水平向左，小球在最低点速率为2gLD ．若突然将电场方向变为水平向左，小球一定能运动到O 点右侧等高处[解析] 若剪断细线，小球在恒力作用下将做直线运动，选项A 错误；对小球受力分析，由平衡条件可知小球带负电，且qE ＝mg tan 45°，解得q ＝，选项B 正确；将电场方向变mg E为水平向左，小球从题图所示位置运动到最低点，由动能定理有mgL (1－cos 45°)＋EqL sin45°＝mv 2，解得v ＝，选项C 正确；将电场方向变为水平向左，小球运动到O 点右侧122gL 与初始位置等高处时速度最大，则小球一定能运动到O 点右侧等高处，选项D 正确。
[答案] BCD[悟一法]————————————————————————————————解决电场力做功问题时的注意点1．利用电场线的特点、等势面的特点来分析电场力做功情况。