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1、关于高三物理下学期电场和磁场中的带电粒子第一页，讲稿共二十二页哦命题趋势命题趋势 带带电电粒粒子子在在电电场场、磁磁场场中中的的运运动动是是中中学学物物理理中中的的重重点点内内容容，这这类类问问题题对对学学生生的的空空间间想想象象能能力力、分分析析综综合合能能力力、应应用用数数学学知知识识处处理理物物理理问问题题的的能能力力有有较较高高的的要要求求，是是考考查查考考生生多多项项能能力力的的极极好好载载体体，因因此此历历来来是是高高考考的的热热点点，预预计计每每年年都都不不会会低低于于10%的的分值。分值。带带电电粒粒子子在在电电场场、磁磁场场中中的的运运动动与与现现代代科科技技密密切切相相关关
2、，在在近近代代物物理理实实验验中中有有重重大大意意义义，因因此此考考题题有有可可能以科学技术的具体问题为背景能以科学技术的具体问题为背景 当定性讨论这类问题时，试题常以选择题的形当定性讨论这类问题时，试题常以选择题的形式出现，定量讨论时常以填空题或计算题的形式式出现，定量讨论时常以填空题或计算题的形式出现，计算题还常常成为试卷的压轴题出现，计算题还常常成为试卷的压轴题第二页，讲稿共二十二页哦知识概要知识概要带电粒子在电场、磁场中的运动可分为下列几种情况带电粒子在电场、磁场中的运动可分为下列几种情况半径公式：半径公式：周期公式：周期公式：带带电电粒粒子子在在电电场场磁磁场场中中的的运运动动带带电
3、电粒粒子子在在电电场场中中的运动的运动带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中的运动的运动带带电电粒粒子子在在复复合合场场中的运动中的运动直线运动：如用电场加速或减速粒子直线运动：如用电场加速或减速粒子偏偏转转：类类似似平平抛抛运运动动，一一般般分分解解成成两两个个分分运动求解运动求解圆圆周周运运动动：以以点点电电荷荷为为圆圆心心运运动动或或受受装装置置约束运动约束运动直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时）直线运动（当带电粒子的速度与磁场平行时）圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直圆周运动（当带电粒子的速度与磁场垂直时）直线运动：垂直运动方向的力必定平衡直线运动：垂直运动方向的力必定平衡圆圆周周运运
4、动动：重重力力与与电电场场力力一一定定平平衡衡，由由洛洛伦兹力提供向心力伦兹力提供向心力一般的曲线运动一般的曲线运动第三页，讲稿共二十二页哦 分分析析带带电电粒粒子子在在电电场场、磁磁场场中中运运动动，主要是两条线索：主要是两条线索：（1）力力和和运运动动的的关关系系。根根据据带带电电粒粒子子所所受受的的力力，运运用用牛牛顿顿第第二二定定律律并并结结合合运运动动学学规规律律求解。求解。（2）功功能能关关系系。根根据据场场力力及及其其它它外外力力对对带带电电粒粒子子做做功功引引起起的的能能量量变变化化或或全全过过程程中中的的功功能能关关系系，从从而而可可确确定定带带电电粒粒子子的的运运动动情情况
5、况，这这条条线线索索不不但但适适用用于于均均匀匀场场，也也适适用用于于非非均均匀匀场场。因因此此要要熟熟悉悉各各种种力力做做功功的的特点。特点。第四页，讲稿共二十二页哦 处处理理带带电电粒粒子子在在场场中中的的运运动动问问题题应应注注意意是是否否考考虑虑带带电电粒粒子子的的重重力力。这这要要依依据据具具体体情情况况而而定定，质质子子、粒粒子子、离离子子等等微微观观粒粒子子，一一般般不不考考虑虑重重力力；液液滴滴、尘尘埃埃、小小球球等等宏宏观观带带电电粒粒子子由由题题设设条条件件决决定定，一一般般把把装装置置在在空空间间的的方方位位介介绍绍的的很很明明确确的的，都都应应考考虑虑重力，有时还应根据
6、题目的隐含条件来判断。重力，有时还应根据题目的隐含条件来判断。处处理理带带电电粒粒子子在在电电场场、磁磁场场中中的的运运动动，还还应应画画好好示示意意图图，在在画画图图的的基基础础上上特特别别注注意意运用几何知识寻找关系。运用几何知识寻找关系。第五页，讲稿共二十二页哦【例例题题1】如如图图1所所示示，图图中中虚虚线线MN是是一一垂垂直直纸纸面面的的平平面面与与纸纸面面的的交交线线，在在平平面面右右侧侧的的半半空空间间存存在在一一磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场，方方向向垂垂直直纸纸面面向向外外。O是是MN上上的的一一点点，从从O点点可可以以向向磁磁场场区区域域发发射射电电量量为为
7、+q、质质量量为为m、速速率率为为v的的粒粒子子，粒粒子子射射入入磁磁场场时时的的速速度度可可在在纸纸面面内内各各个个方方向向。已已知知先先后后射射入入的的两两个个粒粒子子恰恰好好在在磁磁场场中中给给定定的的P点点相相遇遇，P到到O的的距距离离为为L，不不计计重重力力及及粒粒子子间间的的相相互互作作用。用。（1）求求所所考考察察的的粒粒子子在在磁磁场场中中的的轨轨道道半半径径；（2）求这两个粒子从）求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。点射入磁场的时间间隔。第六页，讲稿共二十二页哦第七页，讲稿共二十二页哦第八页，讲稿共二十二页哦【例例题题2】如如图图3所所示示，在在直直角角坐坐标标系系的的第第
8、一一、二二象象限限内内有有垂垂直直于于纸纸面面的的匀匀强强磁磁场场，第第三三象象限限有有沿沿Y轴轴负负方方向向的的匀匀强强电电场场，第第四四象象限限内内无无电电场场和和磁磁场场。质质量量为为m、带带电电量量为为q的的粒粒子子从从M点点以以速速度度v0沿沿x轴轴负负方方向向进进入入电电场场，不不计计粒粒子子的的重重力力，粒粒子子经经N、P最最后后又又回回到到M点点。设设OM=L，ON=2L，则则：关关于于电电场场强强度度E的的大大小小，下下列列结结论正确的是论正确的是 （）A B C D（2）匀强磁场的方向是）匀强磁场的方向是 。（3）磁感应强度）磁感应强度B的大小是多少？的大小是多少？第九页，
9、讲稿共二十二页哦第十页，讲稿共二十二页哦第十一页，讲稿共二十二页哦【例题例题3】如图如图5所示，在水平正交的匀所示，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，半径为强电场和匀强磁场中，半径为R的光滑的光滑绝缘竖直圆环上，套有一个带正电的小绝缘竖直圆环上，套有一个带正电的小球，已知小球所受电场力与重力相等，球，已知小球所受电场力与重力相等，小球在环小球在环顶端顶端A点由静止点由静止释放，当小球运释放，当小球运动的圆弧为周长动的圆弧为周长的几分之几时，的几分之几时，所受磁场力最大？所受磁场力最大？第十二页，讲稿共二十二页哦【例例题题4】从从阴阴极极K发发射射的的电电子子经经电电势势差差U0=5000V的的
10、阳阳极极加加速速后后，沿沿平平行行于于板板面面的的方方向向从从中中央央射射入入两两块块长长L1=10cm、间间距距d=4cm的的平平行行 金金 属属 板板A、B之之 间间，在在 离离 金金 属属 板板 边边 缘缘L2=75cm处处放放置置一一个个直直径径D=20cm、带带有有纪纪录录纸纸的的圆圆筒筒。整整个个装装置置放放在在真真空空内内，电电子子发发射射时时的的初初速速度度不不计计，如如图图6所所示示，若若在在金金属属板板上上加加一一U=1000cos2t V的的交交流流电电压压，并并使使圆圆筒筒绕绕中中心心轴轴按按图图示示方方向向以以n=2r/s匀匀速速转转动动，分分析析电电子子在在纪纪录录
11、纸纸上上的的轨轨迹迹形形状状并并画画出出从从t=0开开始始的的1s内所纪录到的图形。内所纪录到的图形。第十三页，讲稿共二十二页哦图6第十四页，讲稿共二十二页哦图7第十五页，讲稿共二十二页哦图8第十六页，讲稿共二十二页哦1（2002年年广广西西、河河南南、广广东东卷卷）在在图图9中中虚虚线线所所示示的的区区域域存存在在匀匀强强电电场场和和匀匀强强磁磁场场。取取坐坐标标如如图图。一一带带电电粒粒子子沿沿x轴轴正正方方向向进进入入此此区区域域，在在穿穿过过此此区区域域的的过过程程中中运运动动方方向向始始终终不不发发生生偏偏转转。不不计计重重力力的的影影响响，电电场场强强度度E和和磁磁感感强强度度B的
12、方向可能是的方向可能是AE和和B都沿都沿x轴正方向轴正方向 B E沿沿y轴正向，轴正向，B沿沿z轴正向轴正向CE沿沿x轴正向，轴正向，B沿沿y轴正向轴正向D E、B都沿都沿z轴正向轴正向第十七页，讲稿共二十二页哦2如如图图10所所示示，一一束束电电子子（电电量量为为e）以以速速度度v垂垂直直射射入入磁磁感感应应强强度度为为B，宽宽度度为为d的的匀匀强强磁磁场场中中，穿穿透透磁磁场场时时速速度度方方向向与与电电子子原原来来入入射射方方向向的的夹夹角角是是30，则则电电子子的的质质量量是是 ，穿穿 透透 磁磁 场场 的的 时时 间间 是是 。BABdvv300O图10第十八页，讲稿共二十二页哦4如
13、如图图12所所示示，空空间间分分布布着着有有理理想想边边界界的的匀匀强强电电场场和和匀匀强强磁磁场场。左左侧侧匀匀强强电电场场的的场场强强大大小小为为E、方方向向水水平平向向右右，电电场场宽宽度度为为L；中中间间区区域域匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里。一一个个质质量量为为m、电电量量为为q、不不计计重重力力的的带带正正电电的的粒粒子子从从电电场场的的左左边边缘缘的的O点由静止点由静止开始运动，穿过中间磁场开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，区域进入右侧磁场区域后，又回到又回到O点，然后重复上点，然后重复上述运动过程。求：述运动过程。求：（1）中间磁场区域的宽度）中间磁场区域的宽度d；（2）带电粒子从）带电粒子从O点开始运点开始运动到第一次回到动到第一次回到O点所用时间点所用时间t。BBELdO图12第十九页，讲稿共二十二页哦OO3O1O2图图14 600第二十页，讲稿共二十二页哦；http:/