高考物理二轮复习课件带电粒子在复合场中的运动

专题强化

带电粒子在复合场中的运动1.掌握带电粒子在组合场中的运动规律和分析思路．2．学会处理磁场与磁场组合场、电场与磁场组合场中带电粒子的运动问题．3．了解叠加场的特点，会处理带电粒子在叠加场中的运动问题．4．理解质谱仪和回旋加速器的原理，并能解决相关问题．考点一01考点一带电粒子在组合场中的运动带电粒子在电场和磁场的组合场中运动，实际上是将粒子在电场中的加速和偏转，与在磁场中偏转两种运动有效组合在一起，有效区别电偏转和磁偏转，寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键．具体求解方法如下图所示．

答案：A

答案：AD

思维提升“5步”突破带电粒子在组合场中的运动问题考点二02考点二带电粒子在叠加场中的运动1．叠加场电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．2．三种场的比较

力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg方向：竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能电场大小：F＝qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关，W＝qU电场力做功改变电势能磁场大小：F＝qvB(v⊥B)方向：可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能例4[2023·湖南卷]如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下(与纸面平行)，磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直．A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ.若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0.

答案：D

思维提升“三步”解决叠加场问题

(2)回旋加速器①构造如图所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源．②原理交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等，使粒子每经过一次D形盒缝隙，粒子被加速一次．

答案：CD

典例2(多选)[2024·黑龙江哈尔滨模拟预测]2022年12月28日我国中核集团全面完成了230MeV超导回旋加速器自主研制的任务，标志着我国已全面掌握小型化超导回旋加速器的核心技术，进入国际先进行列．如图所示，图甲为该回旋加速器的照片，图乙为回旋加速器工作原理示意图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U.圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速．

答案：CD

2．叠加场在科技中的应用装置原理图规律速度选择器若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做匀速直线运动，与q的大小，电性均无关．磁流体发电机等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负电荷，两极板电压为U时稳定，q＝qv0B，U＝Bdv0.电磁流量计q＝qvB，所以v＝，所以Q＝vS＝π()2.霍尔元件当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差．

答案：C

典例4工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)，原理如图甲所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量．为了测量某工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计，如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20cm和10cm.当流经电磁流量计的液体速度为10m/s时，其流量约为280m3/h，若某段时间内通过电磁流量计的流量为70m3/h，不计污水中离子的重力，则在这段时间内(

)A．M点的电势一定低于N点的电势B．通过排