历年高考物理知识清单-专题07 带电粒子在复合场中的运动（讲）（原卷+解析版）.docx

1

专题七带电粒子在复合场中的运动

考情解读

高考对该部分内容的考查主要是：

(1)考查带电粒子在组合场中的运动问题；

(2)考查带电粒子在复合场中的运动问题；

(3)考查以带电粒子在组合场、复合场中的运动规律为工作原理的仪器在科学领域、生活实际中的应用.

重点知识梳理

知识点一、带电粒子在组合复合场中的运动

“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大小不变，方向总指向圆心，方向

变化，FB为变力

FE＝qE，FE大小、方向不变，为恒力

运动规律

匀速圆周运动r＝，T＝

类平抛运动vx＝v0，vy＝t

x＝v0t，y＝t2

运动时间

t＝T＝

t＝，具有等时性

动能

不变

变化

知识点二、带电粒子在叠加复合场中的运动

2

高频考点突攻

高频考点一带电粒子在叠加场中的运动分析

例1、（2018年全国II卷）一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xoy平面内的截面

如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xoy平面；

磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条形区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，

经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。

（1）定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；

（2）求该粒子从M点射入时速度的大小；

（3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为，求该粒子的比荷及其从M点运动

到N点的时间。

【方法技巧】带电粒子在叠加场中运动的处理方法

1．弄清叠加场的组成特点.

2．正确分析带电粒子的受力及运动特点.

3

3．画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律

(1)若只有两个场且正交，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止．例如电场与磁场中满足qE＝qvB；

重力场与磁场中满足mg＝qvB；重力场与电场中满足mg＝qE.

(2)若三场共存时，合力为零，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)若三场共存时，粒子做匀速圆周运动，则有mg＝qE，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即

qvB＝m.

(4)当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解.

【变式探究】如图1所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E＝2N/C.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场，并在yh＝0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场．一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ=45°)，并从原点O进入第一象限．已知重力加速度g＝10m/s2，

问：

图1

(1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；(2)油滴在P点得到的初速度大小；

(3)油滴在第一象限运动的时间.

【变式探究】如图2，水平地面上方有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直挡板，板高h＝9m，与板上端

等高处水平线上有一P点，P点离挡板的距离x＝3m．板的左侧以及板上端与P点的连线上方存在匀强磁

场和匀强电场．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝1T；比荷大小＝1.0C/kg可视为质点的小球从挡板下端处小孔以不同的速度水平射入场中做匀速圆周运动，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不

计，碰撞时电量不变，小球最后都能经过位置P，g＝10m/s2，求：

图2

(1)电场强度的大小与方向；

(2)小球不与挡板相碰运动到P的时间；

4

(3)要使小球运动到P点时间最长应以多大的速度射入？

高频考点二带电粒子在组合场中的运动分析

例2、（2018年天津卷）如图所示，在水平线ab的下方有一匀强电场，电场强度为E，方向竖直向下，ab的上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，磁场中有一内、外半径分别为R、R的半圆环形区域，外圆与ab的交点分别为M、N。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释

放，由M进入磁场，从N射出，不计粒子