2011届高考物理专题综合复习教案21

专五 带电粒子在磁场、复合场中的运动

【备考策略】

根据近三年高考命题特点和命题规律，复习专题时，要注意以下几个方面：

1. 通过复习，整合磁场基本知识，弄清楚带电粒子在磁场中运动的基本规律，掌握带电粒

子在有界磁场中运动问题的基本方法；区分有边界磁场中圆心、半径、临界条件、周期和时间等问题的解决方法，并注意几何关系的灵活应用

2. 归纳总结复合场的基本知识，加强电场、磁场与力学知识的整合，分清带电粒子在不同

复合场中的运动形式和遵循的运动规律，特别弄清楚粒子在分区域场中的分阶段运动，总结出复合场问题的解题思路、解题方法、解题步骤.

3. 充分注意带电粒子在复合场中运动规律的实际应用问题.如质谱仪、 回旋加速器、速度

加速器、电磁流量计等.

【考纲点击】

重要考纲 洛伦兹力公式 带电粒子在匀强磁场中的运动 带电粒子在匀强电场中的运动 要求 Ⅱ Ⅱ Ⅱ 【网络互联】

第1讲 带电粒子在磁场中的运动

【核心要点突破】

知识链接

一、洛仑兹力

1、公式：F＝qvBsinα(α为v与B的夹角)

2、特点：洛伦兹力F的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即F总是垂直于B和v所在的平面．故永远不对运动电荷做功。 3、方向的判断：左手定则

二、带电粒子在匀强磁场中的运动公式

深化整合

一、 电场力和洛伦兹力的比较 力存在条作用于电场中所有电荷 件 力力大小 力方向 反，但总在同一直线上 力的效果 只改变电荷速度的方向,不改变速度可改变电荷运动速度大小和方向 的大小 可以对电荷做功,改变电荷的动做功 能 运动轨迹偏转 在匀强电场中偏转，轨迹为抛物在匀强磁场中偏转、轨迹为圆弧 线 【典例训练1】不计重力的带电粒子在电场或者磁场中只受电场力或磁场力作用，带电粒子所处的运动状态可能是（ ） A.在电场中做匀速直线运动 B.在磁场中做匀速直线运动 C.在电场中做匀速圆周运动 D.在匀强磁场中做类平抛运动

【解析】选B、C.带电粒子在电场中必定受电场力作用，因而不能做匀速直线运动，A错.带电粒子在电场中可做匀速圆周运动，如电子绕原子核运动，库仑力提供向心力，C对；带电粒子在磁场中不一定受磁场力作用，如当运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零.粒子做匀速直线运动，B对.带电粒子在匀强磁场中不可能做匀变速运动.因速度变化时，洛伦兹力变化，加速度变化，D错，故选B、C.

不对电荷做功、不改变电荷的动能 F=qE与电荷运动速度无关 力的方向与电场方向相同或相力的方向始终和磁场方向垂直 电荷有洛仑兹力作用 F=Bqv与电荷的运动速度有关 电场力 洛仑兹力 仅对运动着的且速度不跟磁场平行的

【典例训练2】（2010·江苏物理卷·T9）如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO′与SS′垂直。a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS′垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为?、?，且???。三个质子经过附加磁场区域后

能达到同一点S′，则下列说法中正确的有

A．三个质子从S运动到S′的时间相等

B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO′轴上 C．若撤去附加磁场，a到达SS′连线上的位置距S点最近 D．附加磁场方向与原磁场方向相同

【命题立意】本题以三个速度大小相同的质子在磁场中运动，考查带电粒子在磁场中的运动，题目设置较难。

【思路点拨】解答本题可按以下思路分析：

由质子运动半径，以质子b为例画出其运动轨迹 确定运动轨迹的圆心位置 由洛仑兹力不做功，速度大小不变 根据三个质子运动轨迹 判断三个质子的运动时间长短 【规范解答】

选CD。三个质子从S运动到S?过程，运动轨迹的长度从a、b、c依次增大，由于洛仑兹力对质子不做功，三个质子速度大小始终相等，运动时间不相等，A错误；三个质子在附加磁场以外区域及附加磁场区域运动时，以质子b为例画出其运动轨迹图两种情况（R>r和R

xa?2Rsin(??)?2Rco?s，b到达SS?连线上的位置距S点距离为xb?2R，c到达

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