3-1__2011__最新物理高考__第四节_带电粒子在复合场中的运动.doc

第四节带电粒子在复合场中的运动
一、考情分析
考试大纲
考纲解读
质谱仪和回旋加速器 I
带电粒子在磁场和电场、磁场和重力场以及磁场、电场、、,并由几何知识画出轨迹是关键。两种基本模型:速度选择器(电磁场正交)和回旋加速器(电磁场相邻)
二、考点知识梳理
(一)、复合场的分类:
1、复合场:即电场与磁场有明显的界线,带电粒子分别在两个区域内做两种不同的运动,即分段运动,该类问题运动过程较为复杂,但对于每一段运动又较为清晰易辨,往往这类问题的关键在于分段运动的连接点时的速度,具有承上启下的作用.
2、叠加场:即在同一区域内同时有电场和磁场,些类问题看似简单,受力不复杂,但仔细分析其运动往往比较难以把握。
(二)、带电粒子在复合场电运动的基本分析
,粒子将做匀速直线运动或静止.
,粒子将做变速直线运动.
,粒子将做匀速圆周运动.
、方向均是不断变化的时,粒子将做变加速运动,这类问题一般只能用能量关系处理.
(三)、电场力和洛伦兹力的比较
,不管其运动与否,均受到电场力的作用;而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用.
=Eq,与电荷的运动的速度无关;而洛伦兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关.
、或相反;而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直,又和速度方向垂直.
,也可以改变电荷运动的方向,而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向,不能改变速度大小
,能改变电荷的动能;洛伦兹力不能对电荷做功,不能改变电荷的动能.
,运动电荷的偏转轨迹为抛物线;匀强磁场中在洛伦兹力的作用下,垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧.
(四)、对于重力的考虑
重力考虑与否分三种情况.
(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重力.
(2)在题目中有明确交待的是否要考虑重力的,这种情况比较正规,也比较简单.
(3)对未知名的带电粒子其重力是否忽略又没有明确时,可采用假设法判断,假设重力计或者不计,结合题给条件得出的结论若与题意相符则假设正确,否则假设错误.
(五)、相关规律的运用
(a=0)
合力,一般方法①矢量三角形法
②正交分解法:
(a恒定)
牛顿第二定律:(力的合成)
或:取运x轴,(正交分解)
:
①表达式:
②左边:注意分析受力情况,有几个力做功,分别是正功还是负功,进行代数相加就是总功
③右边:一定要用末动能减去初动能

①应用条件:系统只有内部相互作用(系统不受外力或可以忽略),最典型的是碰撞过程。
②表达式:
③注意动量矢量性,代入速度时要考虑其方向

①分析在运动过程中有哪些形式的能量参与转化
②左边:看哪些能量增加了,增加了多少,然后把所有增加量相加
③右边:看哪些能量减少了,减少了多少,然后把所有减少量相加
(六)、解决带电粒子在复合场中运动问题的基本方法和思路:
认识粒子所在区域的场的组成,一般是电场、磁场、重力场三者的复合场,或者是其中两个的复合。
正确的受力分析是解题的基础,处了重力、弹力、摩擦力以外,特别场力和洛伦兹力的分析,不可遗漏一个力。
在正确的受力分析的基础上还要进行运动的分析,注意运动情况和受力情况的相互关联,特别要关注一些特殊的时刻所处的特殊状态(临界状态)。
如果粒子在运动过程中经过不同的区域受力发生改变,应根据需要对过程分阶段处理。
应用一些必要的数学知识,画出粒子的运动轨迹图,根条件和问题灵活选择不同的物理规律解题。
一般思路有两类:
当带电粒子在复合场中处于静止或者是做匀速直线运动时,应该从力的平衡的角度分析寻找突破口。
当带电粒子在复合场中做匀加速直线运动时,可以考虑用牛顿运动定律。
当带电粒子在做匀速圆周运动时,可以考虑应用牛顿第二定律结合圆周运动的相关规律求解。
当带电