《带电粒子在电磁场中的运动》专题(备份).doc

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1、《带电粒子在电磁场中的运动》专题永安一中吴庆堂一、备考导航（一）专题解读1．带电粒子在电磁场中的运动是中学物理的重点内容，它对同学们的空间想象能力、分析综合能力和应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求，是考查同学们综合能力的极好载体，与现代科技密切相关，在近代物理实验中有重大意义，因此历来是高考的热点．2．当定性讨论这类问题时，试题常以选择题的形式出现，定量讨论时常以计算题的形式出现，计算题还常常成为试卷的压轴题．（二）备考策略本专题内容比较抽象，复习时要深入掌握基本概念、基本规律、对比分析．带电粒子在场(重力场、

2、电场、磁场或复合场)中的运动问题，本质上还是物体的动力学问题，此类题目以力和能量为主线，综合运用力学和电学、磁学知识，因此要有较强的综合分析能力，在备考复习过程中要特别注意两点：1．对物体受力分析要全面，切忌漏力，要时刻关注电场力F=qE，洛伦兹力F=qvB在具体情景中随物体带电属性(电荷的正负)、运动状态(速度的大小和方向)的变化特点．2．力学的规律普遍适用于力、电综合问题的求解．利用能量观点分析求解时，不再拘泥于机械能之间的转化，要总揽全局，站在更高的角度来分析能量间的转化途径与转化方向，从而列出能量转化和守恒方程

3、．还要注意电场和磁场对带电粒子的作用特点，如电场力做功与路径无关．洛伦兹力方向始终和运动速度方向垂直、永不做功等．二、基础知识储备（一）《考试大纲》对此部分的说明：①带电粒子在匀强电场中运动计算，限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于电场的情形②洛仑兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形（二）力的分析1．三种力的比较力大小方向决定因素重力G=mg竖直向下与m、g有关电场力F=qE与E方向平行与E、q有关洛伦兹力F=qvB与B、v平面垂直（左手定则）由场和物体的运动状态（v）共同决定2．重力的分析(1)对于微观粒子，如

4、电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；(2)对于一些实际物体，如带电小球、尘埃、液滴等不做特殊交待时就应当考虑重力；(3)在题目中有明确交待是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单．有时还应根据题目的隐含条件来判断．（三）带电粒子在电场中的运动1．带电粒子在电场中加速的处理方法有(1)在匀强电场中加速可根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解．基本方程：(2)在非匀强电场中的加速运动一般受变力作用，可根据动能定理、电场力做功和运动学公式结合求解．基

5、本方程：qU=mv22/2一mv12/22．带电粒子在匀强电场中偏转的处理方法：类似于平抛运动的分析处理，即应用运动的合成和分解的方法．(1)带电粒子在匀强电场中偏转的规律如图所示，带电粒子从极板的中线以速度v0飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动．①沿初速度方向为匀速直线运动：运动分速度vx=v0，运动分位移x=v0t，运动时间t=L/v0．②沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动：加速度，运动分速度vy=at，离开电场时的偏移量y=at2/2=qUL2/2mdv02，侧移距离也

6、可表示为：(带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点)，离开电场时的偏转角．(2)带电粒子离开偏转电场后做匀速直线运动(如图所示)．带电粒子在电场中的偏转运动是类平抛运动，处理方法同平抛运动．（四）处理带电粒子在电场中的运动问题的两种思路1．动力学观点(1)动力学观点是指用牛顿运动定律和匀变速运动公式来解决实际问题，一般有两种情况：①带电粒子初速度方向与电场线共线，则粒子做匀变速直线运动；②带电粒子的初速度方向垂直电场线，则粒子做匀变速曲线运动(类平抛运动)．(2)当带电粒子在电场

7、中做匀变速曲线运动时，一般要采取类似平抛运动的解决方法．2．功能观点首先对带电体受力分析．再分析运动形式，然后再根据具体情况选用公式计算．(1)若选用动能定理．则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量．(2)若选用能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化。哪些能量是增加的，哪些能量是减少的．应用指津(1)带电粒子在电场中运动时，首先要弄清电场的特点，根据电场的特点判断带电粒子的受力情况．若为匀强电场，电场力为恒力；若为非匀强电场，则电场力为变力。(2

8、)在分析带电粒子的运动情景时，要采取动态观点，抓住特殊状态建立方程．特别提示：处理带电粒子在交变电场中的加（减）速问题，除了应用动力学观点和能量观点外，经常要辅以v-t图象等帮助理解。（五）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法1．圆心的确定过圆周上不在同一条直径上的两点作速度方向的垂线，两垂线的交点即为圆心．或者过圆周上某