专题七 带电粒子在复合场中的运动
专题解读
1．本专题是磁场、力学、电场等知识的综合应用，高考往往以计算压轴题的形式出现． 2．学习本专题，可以培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力．针对性的专题训练，可以提高同学们解决难题压轴题的信心．
3．用到的知识有：动力学观点(牛顿运动定律)、运动学观点、能量观点(动能定理、能量守恒)、电场的观点(类平抛运动的规律)、磁场的观点(带电粒子在磁场中运动的规律)．
一、带电粒子在复合场中的运动 1．复合场与组合场
(1)复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．
(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场分时间段或分区域交替出现．
2．带电粒子在复合场中的运动类型 (1)静止或匀速直线运动．
当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动． (2)匀速圆周运动．
当带电粒子所受的重力与电场力大小相等、方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动．
(3)较复杂的曲线运动．
当带电粒子所受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．
(4)分阶段运动．
带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成．
二、电场与磁场的组合应用实例 装置 原理图 规律 1带电粒子由静止被加速电场加速qU＝2质谱仪 v2mv，在磁场中做匀速圆周运动qvB＝m， r2 则比荷＝q2U mB2r2交变电流的周期和带电粒子做圆周运动回旋 加速器 的周期相同，带电粒子在圆周运动过程中每次经过D形盒缝隙都会被加速．由 三、电场与磁场的叠加应用实例 装置 原理图 v2q2B2r2qvB＝m得Ekm＝ r2m规律 若qv0B＝Eq，即v0＝、带电粒子做匀速速度选择器 EB 运动 UUUq＝qvB，所以v＝，所以Q＝vS＝DDBDB电磁流量计 ?D?πUD π??＝4B?2?当磁场方向与电流方向垂直时，导体在2霍尔元件 与磁场、电流方向都垂直的方向上出现
电势差 1.(多选)(2019·山西晋城一模)足够大的空间内存在着竖直向上的匀强磁场和匀强电场，有一带正电的小球在电场力和重力作用下处于静止状态．现将磁场方向顺时针旋转30°，同时给小球一个垂直磁场方向斜向下的速度(如图所示)，则关于小球的运动，下列说法正确的是( )
A．小球做类平抛运动
B．小球在纸面内做匀速圆周运动 C．小球运动到最低点时电势能增加 D．整个运动过程中机械能不守恒 答案：CD
2．(2019·福建龙岩期末)如图所示，两平行金属板中间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，不计重力的带电粒子沿垂直于电场和磁场方向射入．有可能做直线运动的是( )
A B
C D
答案：C
3．(多选)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，下图是它的示意图．平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负离子)喷入磁场，A、B两板间便产生电压．如果把A、B和用电器连接，A、
B就是直流电源的两个电极，设A、B两板间距为d，磁感应强度为B′，等离子体以速度v沿
垂直于磁场的方向射入A、B两板之间，则下列说法正确的是( )
A．A是直流电源的正极 B．B是直流电源的正极 C．电源的电动势为B′dv D．电源的电动势为qvB′ 答案：BC
考点一 带电粒子在组合场中的运动 1.知识架构
2．“电偏转”和“磁偏转”的比较
2021高考物理一轮复习第九章磁场专题七带电粒子在复合场中的运动学案新人教版
