《高考备考指南 物理 》课件-能力课　带电粒子在复合场中的运动

磁场第九章

能力课带电粒子在复合场中的运动栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1知识一

带电粒子在匀强磁场中运动的应用实例1.质谱仪(1)构造：质谱仪由粒子源、________、__________和照相底片等构成，如图所示.

加速电场偏转磁场

交流相等

磁感应强度B

半径R无关易错辨析

这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转(匀速圆周运动)的原理.(电场加速，磁场偏转)

非磁性材料

qE

4.霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体.当_____________与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了________，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势差称为霍尔电势差.其原理如图所示.

磁场方向电势差

内能正极BLv

垂直速度

Eq=qvB题点各个击破2命题点一带电粒子在复合场中的运动［师生共研类］

1.带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动(1)磁场力、重力并存：①若重力和洛伦兹力平衡，则带电粒子做匀速直线运动.②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电粒子做复杂的曲线运动.因洛伦兹力不做功，故机械能守恒.(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)：①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电粒子做匀速直线运动.②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电粒子做复杂的曲线运动.因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解.(3)电场力、磁场力、重力并存：①若三力平衡，一定做匀速直线运动或静止.②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动.③若合力不为零且与速度方向不垂直，做复杂的曲线运动.因洛伦兹力不做功，可用能量守恒定律或动能定理求解.2.带电粒子在复合场中有约束情况下的运动带电粒子在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动.此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果.

BD

【解析】小球带正电时，在劣弧QN中点处合力做功最多，动能最大，洛伦兹力最大，A错误.由点Р到点M电场力做负功最多，M点电势能最大，机械能最小，B正确.小球带负电时，在劣弧MN中点处合力做功最多，动能最大，C错误.根据能量守恒，带负电的小球释放后到达Q点时速度为零，之后恰好返回到出发点P，D正确.1.CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测.图甲是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线发生部分的示意图如图乙所示.图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场.经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进打到靶上并产生X射线(如图中带箭头的虚线所示).将电子束打到靶上的点记为P点，则()A.M处的电势高于N处的电势B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移D

(1)求金属板间电势差U；(2)求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ；(3)仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O'点射入磁场，且在磁场中运动的时间最长.定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的圆形磁场区域的圆心M.

命题点二质谱仪和回旋加速器［师生共研类］

分析带电粒子在组合场中运动问题的思路

D

C

C

命题点三考查电磁流量计、磁流体发电机等新科技［师生共研类］

例3

(2021年河北卷)如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1.一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场(图中未画出)中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P、Q相连，质量为m电阻为R的金属棒ab

垂直导轨放置，恰好静止.重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力.

B

1.(多选)某省启动“263”专项行动打响碧水蓝天保卫战.暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L，直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极.污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压为U，显示仪器显示污水流量Q(单位时间内排出的污水体积).则()A.a侧电势比c侧电势