带电粒子-在电磁场中的运动解读

1、回顾带电粒子在电磁场中的运动，2007年7月，吕叔湘中学，庞六根，电子邮箱：1。测试点分析2。知识、结构和方法。应用3，复习要领山东卷2007 25 07惠阳综合试卷3 18天津卷25 2007广东卷19 2004全国卷24 07南京综合试题(2)12月11 06广州X科目统考卷18 2007全国卷2007年1月25山东潍坊期末统考16 2007高考广东卷26带电粒子在电磁场中的运动比在重力场中的运动丰富得多。它与运动学、动力学、功与能、动量等知识密切相关。此外，电场力的大小和方向是灵活多变的，功与能之间的转换关系是复杂的，这比力学中的转换关系要困难得多。带电粒子在磁场中的运动涉及丰富的物理场

2、景，用于解决问题的知识是全面的，适合于能力的考试，也是高考的热点之一。带电粒子在磁场中的运动有三个特点：它与圆周运动的运动规律密切相关，运动周期与速度无关。轨道半径和中心位置的确定与空间约束有关，呈现出灵活多变的趋势。由于以上三个特点，很容易产生新的情境命题，所以它是高考中的一个热点。近十年来，每年都有很多高考试题，其中大部分都是大计算题。测试点分析：带电粒子在复合电磁场中的运动：如果空间中的重力场、电场和磁场同时存在于同一个区域，粒子的受力情况会比较复杂；如果不同的区域不同时存在，粒子的运动情况或过程将会变得复杂，相应的运动场景和能量转换将会更加复杂，力学和电磁学知识的转化和应用将会推向高潮

3、。该考试中心为高考命题提供了丰富的场景和素材，为知识的全面灵活应用提供了广阔的平台，是高考命题的热点之一。知识结构，带电粒子在电磁场中的运动，在电场中的运动，线性运动，如用电场加速或减速粒子，偏转，平抛运动，一般分解为两个子运动，匀速圆周运动，以点电荷为中心或受器件约束的运动，磁场中的运动，线性运动，带电粒子速度平行于磁场时的匀速圆周运动。复合场中运动，直线运动：垂直运动方向的力必须平衡，匀速圆周运动：重力和电场力必须平衡，向心力由洛仑兹力提供，一般曲线运动：应用知识方法，运动电荷的力只有在电场力的作用下，只有在磁场力的作用下，在复合场力的作用下，电荷的曲线运动类似于水平投掷运动、圆周运动和多

4、过程运动。所用知识和方法：三种力场的知识、运动学公式、运动的合成与分解、几何知识、边界条件和三种力学定律的隐藏条件、示波器回旋质谱仪显像管的实际应用、3。复习要领。带电粒子在电场中的运动，(1)带电粒子的加速度，由动能定理1/2 mv2=qU确定，(2)带电粒子的偏转，即带电粒子在初始速度L=v0t t=L/v0方向上的均匀运动，带电粒子在电场方向上的均匀加速力F=qE a=qE/m，带电粒子通过电场的横向运动，偏转角度，(3)处理带电粒子在电场中运动的一般步骤：分析带电粒子的力，特别注意分析带电粒子的初始状态和条件，确定粒子是直线运动还是曲线运动，建立正确的物理模型，然后确定解题方法，找出物

5、理之间的关系当带电粒子在磁场中匀速圆周运动时，洛伦兹力作为向心力，其他力的合力必须为零。由于各种原因，带电粒子在磁场中的运动往往形成多重解，如带电粒子的电学性质和磁场方向的不确定性，粒子运动方向和重复性的不确定性，以及临界状态的唯一性。当带电粒子在复合场中运动时，关键是要掌握基本运动的特征，找到运动过程的边界条件。当带电粒子在电磁场中移动时，电场力和重力可能作功，但洛仑兹力永远不会作功。复合场中带电粒子运动的本质是一个力学问题，应该根据力学的基本思想和力学的基本规律来研究和解决。2007年，山东卷25，25飞行时间质谱仪可以分析气体分子。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，通过激光照

6、射产生不同价位的正离子。正离子从A板的孔径进入A板和B板之间的加速电场，从B板的孔径出射，沿中心线方向进入M板和N板之间的偏转控制区，到达探测器。众所周知，基本电荷量为E，A板和B板之间的距离为D，M板和N板之间的长度和距离为L.不考虑离子重力和进入板a时的初始速度。(1)当A和B之间的电压为U1时，在M和N之间施加适当的电压U2，使离子到达检测器。请导出离子的总飞行时间和比电荷之间的关系。(1)解：根据动能定理，a和b之间N价正离子的加速度，a和b之间的移动时间，MN之间的移动时间：t2=L/v，离子到达检测器的时间：(2)去掉偏转电压U2，加上垂直于纸面的均匀磁场和m和N之间的磁感应强度b

7、。 假设轨道半径为R，根据牛顿第二定律，当离子刚从N板的右边缘穿出时，它可以从几何关系中得到：当n=1时，U1取最小值。题目，综合试卷三，广东省惠阳市，07 18，18。两个极板垂直放置，整个装置仍在平滑的水平面上，极板之间的距离为d，质量为m、电荷为q的射弹以一定的初始速度从极板之间中点的小孔注入电容器(不考虑射弹的重力，假设电容器周围的电场强度为零)。根据力学定律和问题中提供的信息(包括图像)，你能得到什么定量结果来反映电容器及其系统的相关物理量(如电容器和基座的总质量)和系统在运动过程中的守恒量？2页，标题，3页，最后一页，分析：本主题的vt图像具有深刻的韵味，提供了丰富多彩的信息。从图

8、2可以看出，在0t1内，在电场力的作用下，弹丸首先向左作匀速减速直线运动，然后向右作匀速加速直线运动，t1后，弹丸开始匀速运动。从射弹0t1的运动可以看出，当速度为零时，射弹已经到达点P；t1之后，射弹以恒定速度直线运动，这意味着射弹已经离开电容器。因此，可以看出射弹离开电容器的速度是v1。参见图2，图像的斜率表示射弹在t1时的加速度。根据以上信息，答案如下：2页，标题，3页，最后一页，解决方案：(1)射弹的加速度可以从vt图像中获得，电场强度为E，它由电容器电压UEd决定，电容器电容可以从公式中获得，2页，标题，3页，最后一页。(2)让电容器的最终速度V和电容器与基底的总质量为m，m是通过电

9、容器和射弹的动量守恒得到的，mv0Mvmv1是通过电容器和射弹的能量守恒得到的，vv0v1是根据问题的含义得到的。巧妙使用v-t图像可以简化物理问题，使之更容易。2页，标题，3页，最后一页，2007天津综合卷25，25(22分)离子推进器是新一代空间动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中的点注入，正离子在点A电离，在点B之间施加一个恒定的电压，忽略正离子进入点B的速度，加速后，形成一个电流为1的离子束并射出。众所周知，推力器获得的推力为f，单位时间内喷射的离子质量为j。为了便于研究，假设离子推力器在太空飞行时不受其他外力的影响，推力器的运动速度被忽略。寻找在BC之间增加的电压u；

10、为了使离子推进器正常运行，有必要在出口d处向正离子束注入电子，以试图解释原因。根据动能定理，让正离子的质量为M，电荷量为q，加速后的速度为v，让离子推进器在t时间内喷射质量为M的正离子，并以此为研究对象，推进器对M的作用力为F，由动量定理决定，让Ft=M v，牛顿第三定律知道F=F， 如果每单位体积的离子数是n，那么I=n，q，v，S，J=n，m，v，S，可以从，可以求解，推进器连续喷射正离子束，这将在其中留下带负电的电子，这将由于库伦力而严重阻碍正离子的连续喷射。如果电子积累足够多，它们甚至会将喷射出的正离子吸引回来，导致推进器无法正常工作。因此，有必要在出口D发射电子，并将它们注入正离子束

11、中以中和正离子，从而使推进器能够获得连续推力。如图16所示，沿水平方向放置一个平整光滑的凹槽，凹槽垂直穿过两块平行的带小孔的薄板，薄板之间的距离为3.5L，罐内有两个质量为m的球a和b，球a的电荷为2q，球b的电荷为-3q，两个球由一根长度为2L的光杆连接，形成一个带电系统。首先，a和B在左侧板的两侧是静止的，与板的距离是l。如果球被认为是一个粒子，不管光杆的质量如何，在两个板之间加上一个平行于右边凹槽的均匀电场E(凹槽和光杆由特殊的绝缘材料制成，不影响电场的分布)，找出：(1)球B刚进入电场时带电系统的速度；(2)带电系统首次开始以零速度运动所需的时间以及球A相对于右板的位置。2页，标题，3

12、页，最后一页，解：分析带电系统，假设球A可以到达右极板，作用在系统上的电场力是W1，用：可以看出，球A也可以通过小孔离开右极板。假设球B可以到达右极板，电场力对系统所做的功为W2，其结果如下：综上所述，当带电系统的速度第一次为零时，球A和球B应该分别在右极板的两侧。当带电系统开始运动时，加速度为a1。根据牛顿第二定律：当球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，取：取：2页，标题，3页，最后一页，让从静止到刚进入电场的时间为t1，然后取：球B进入电场后，带电系统的加速度为a2。假设球A刚到达右极板的速度为v2，减速所需时间为t2，有：取：2页，标题，3页，最后一页。球离开电场后，带电系统继续减速

13、运动，加速度为a3。然后，根据牛顿第二定律，球离开电场静止所需的时间是t3，运动位移是X，然后是：得到：充电系统第一次从静止到零速度需要33，360个小时。球A相对于右板的位置是：2页，标题，3页，最后一页，24(18分钟)。如图所示，y0空间有一个均匀电场，场强沿Y轴负方向；在y0空间，有一个均匀的磁场，磁场的方向垂直于xy平面(纸面)并向外。一个质量为m、质量为q的带正电的运动粒子在通过y轴上yh处的P1点时，其速度为v0，其方向是沿着x轴的正方向；然后，它通过x轴上x2h的P2点进入磁场，并通过y轴上y-2h的P3点。不包括重力。求出(l)电场强度的大小。(2)粒子到达P2时的速度和方向

14、。(3)磁感应强度。2004，第24卷，求解了：(1) P1对P2P3做平抛运动：h=1/2 at2 2h=v0t qE=ma，求解了E=MV022QH，(2) VY2=2AH=2QEHM=V02，VY=V0VX=从qBv=mv2 /r，r=mv0qB得到。根据几何关系，B=mv0qh、注释：1。当带电粒子作匀速圆周运动，洛伦兹力作为向心力时，其他力的合力必须为零。2.当带电粒子在电磁场中多过程运动时，关键是掌握基本运动的特征，找出过程之间的边界关系如图所示，MN是垂直放置在纸张表面上的挡板，P和D是纸张表面上水平方向上的两个点，两个点PD之间的距离是L，并且D点和挡板之间的距离DQ是L/质量

15、为m并且电量为Q的带正电粒子以水平初始速度v0从纸张表面中的P点向右移动。经过一段时间后，具有垂直于纸张表面的磁感应强度B的均匀磁场被添加到MN左侧的空间，并且该磁场被保持一段时间，然后被去除。然后，粒子再次通过点D，速度方向是垂直向下的。众所周知，挡板足够长，磁场在MN左侧空间的分布范围足够大。不计算粒子的重力：(1)施加磁场前粒子运动的时间t；(2)磁感应强度b的最小值和b为最小值时磁场维持的时间t0的值，解：(1)第二次粒子从p点到d点的运动轨迹如图：所示。从图中可以看出，在施加磁场之前，粒子位于f点(圆和PQ的切点)，粒子在t时间内以恒定速度从p点移动到f点，t=pf/。R=mv0/q

16、B，可以从公式中得到：t=L/v0 m/qB、(2)当粒子在磁场中匀速圆周运动时，从公式中可以知道当R最大时b最小，当R最大时当粒子不飞出磁场时DQ=2R，也就是说，L/2R可以得到T0=(n3/4)T，n0，1，2，3，和：T=2m/qB，我们可以得到2006年12月，广州市某科统考试卷下部均匀磁场的磁感应强度为B2，B1=2B2=2B0，方向与纸面垂直，磁场面积足够大。 带负电的离子在远离边界线的点P处处于静止状态。在某一时刻，该离子分解成带电粒子A和不带电粒子B。粒子A的质量为M，电荷为Q，并以平行于边界线MN的初始速度向右移动。当通过边界线Mn时，速度方向与边界线MN形成一个角度。进入磁场的下部。当粒子B沿着平行于边界线的直线到达位置Q时