《新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题3电场与磁场第10讲带电粒子在电场和磁场中的运动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材适用2024版高考物理二轮总复习第1部分核心主干复习专题专题3电场与磁场第10讲带电粒子在电场和磁场中的运动课件（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一部分核心主干复习专题专题三电场与磁场第10讲带电粒子在电场和磁场中的运动核心知识固双基命题热点巧突破核心知识固双基必必备知知识”解解读1.电场中常见的运动电场中常见的运动类型类型(2)偏偏转转运运动动：一一般般研研究究带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中的的偏偏转转问问题题对对于于类类平平抛抛运运动动可可直直接接利利用用平平抛抛运运动动的的规规律律以以及及推推论论；较较复复杂杂的的曲曲线线运运动动常常用用运动的合成与分解的方法来处理。运动的合成与分解的方法来处理。2.匀强磁场中常见的运动类型匀强磁场中常见的运动类型(仅受磁场力作用仅受磁场力作用)(1)匀速直线运动：当匀速直线运动：当v
2、B时，带电粒子以速度时，带电粒子以速度v做匀速直线运动。做匀速直线运动。(2)匀匀速速圆圆周周运运动动：当当vB时时，带带电电粒粒子子在在垂垂直直于于磁磁感感线线的的平平面面内内以以入射速度大小做匀速圆周运动。入射速度大小做匀速圆周运动。3.关于粒子的重力关于粒子的重力(1)对对于于微微观观粒粒子子，如如电电子子、质质子子、离离子子等等，因因为为其其重重力力一一般般情情况况下下与与电电场场力力或或磁磁场场力力相相比比太太小小，可可以以忽忽略略；而而对对于于一一些些宏宏观观物物体体，如如带带电电小球、液滴、金属块等一般应考虑其重力。小球、液滴、金属块等一般应考虑其重力。(2)不不能能直直接接判判
3、断断是是否否要要考考虑虑重重力力的的情情况况，在在进进行行受受力力分分析析与与运运动动分分析时，根据运动状态可分析出是否要考虑重力析时，根据运动状态可分析出是否要考虑重力。“关关键能力能力”构建构建1.思想方法思想方法(1)解题关键解题关键带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中做做什什么么运运动动，取取决决于于带带电电粒粒子子所所受受的的合合外外力力及及初初始始运运动动状状态态的的速速度度，因因此此带带电电粒粒子子的的运运动动情情况况和和受受力力情情况况的的分分析析是是解解题的关键题的关键。(2)力学规律的选择力学规律的选择当当带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中做做匀匀速速直直线线运运动动时时
4、，应应根根据据平平衡衡条条件件列列方方程求解。程求解。当当带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中做做匀匀速速圆圆周周运运动动时时，往往往往同同时时应应用用牛牛顿顿第第二定律和受力分析列方程联立求解。二定律和受力分析列方程联立求解。当当带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中做做非非匀匀变变速速曲曲线线运运动动时时，应应选选用用动动能能定定理理或能量守恒定律列方程求解或能量守恒定律列方程求解。2.解电磁学中的曲线运动常用解电磁学中的曲线运动常用“四种四种”方法方法电磁学中的曲线运动常用电磁学中的曲线运动常用“四种四种”方法方法运动的合成运动的合成分解分解(1)带电粒子以某一初速度，垂直电场方向射入匀强
5、电场中，带电粒子以某一初速度，垂直电场方向射入匀强电场中，只受电场力作用的运动。只受电场力作用的运动。(2)带电粒子在匀强电场及重力场中的匀变速曲线运动。带电粒子在匀强电场及重力场中的匀变速曲线运动。动能定理解动能定理解曲线运动问曲线运动问题题带电粒子在复合场中做变加速曲线运动，适合应用动能定理带电粒子在复合场中做变加速曲线运动，适合应用动能定理带电粒子在复合场中做匀变速曲线运动也可以使用动能定带电粒子在复合场中做匀变速曲线运动也可以使用动能定理。理。电磁学中的曲线运动常用电磁学中的曲线运动常用“四种四种”方法方法利用牛顿运利用牛顿运动定律解圆动定律解圆周运动问题周运动问题(1)核外电子在库仑
6、力作用下绕原子核的运动。核外电子在库仑力作用下绕原子核的运动。(2)带电粒子在垂直匀强磁场的平面里在磁场力作用下的运动。带电粒子在垂直匀强磁场的平面里在磁场力作用下的运动。(3)带电物体在各种外力带电物体在各种外力(重力、弹力、摩擦力、电场力、磁重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等场力等)作用下的圆周运动。作用下的圆周运动。利用几何关利用几何关系解圆周问系解圆周问题题带电粒子垂直射入匀强磁场，由于磁场的边界不同造成粒子带电粒子垂直射入匀强磁场，由于磁场的边界不同造成粒子轨迹圆与边界的几何问题，由于粒子射入磁场的速度不同造轨迹圆与边界的几何问题，由于粒子射入磁场的速度不同造成粒子轨迹圆的半径不同
7、，由于粒子射入磁场的方向不同造成粒子轨迹圆的半径不同，由于粒子射入磁场的方向不同造成粒子轨迹的旋转，以上均涉及平面几何问题。成粒子轨迹的旋转，以上均涉及平面几何问题。命题热点 巧突破真题研究真题研究(多多选选)(2022全全国国乙乙卷卷，21)一一种种可可用用于于卫卫星星上上的的带带电电粒粒子子探探测测装装置置，由由两两个个同同轴轴的的半半圆圆柱柱形形带带电电导导体体极极板板(半半径径分分别别为为R和和Rd)和和探探测测器器组组成成，其其横横截截面面如如图图甲甲所所示示，点点O为为圆圆心心。在在截截面面内内，极极板板间间各各点点的的电电场场强强度度大大小小与与其其到到O点点的的距距离离成成反反
8、比比，方方向向指指向向O点点。4个个带带正正电电的的同同种种粒粒子子从从极极板板间间通通过过，到到达达探探测测器器。不不计计粒粒子子重重力力。粒粒子子1、2做做圆圆周周运运动动，圆圆的的圆圆心心为为O、半半径径分分别别为为r1、r2(Rr1r2Rd)；粒粒子子3从从距距O点点r2的的位位置置入入射射并并从从距距O点点r1的的位位置置出出射射；粒粒子子4从从距距O点点r1的的位位置置入入射射并并从从距距O点点r2的位置出射，轨迹如图乙中虚线所示。则的位置出射，轨迹如图乙中虚线所示。则()题型题型1带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动BDA粒子粒子3入射时的动能比它出射时的大入射时的动能比
9、它出射时的大B粒子粒子4入射时的动能比它出射时的大入射时的动能比它出射时的大C粒子粒子1入射时的动能小于粒子入射时的动能小于粒子2入射时的动能入射时的动能D粒子粒子1入射时的动能大于粒子入射时的动能大于粒子3入射时的入射时的动能动能【审题指导】【审题指导】关键表述关键表述物理量及其关系物理量及其关系在截面内，极板间各点的电场在截面内，极板间各点的电场强度大小与其到强度大小与其到O点的距离成点的距离成反比反比极板间产生均匀辐向电场，各点的电场强极板间产生均匀辐向电场，各点的电场强度大小与其到度大小与其到O点的距离的关系可表示为点的距离的关系可表示为Erk，距离越大电场强度越小，距离越大电场强度越
10、小粒子粒子1、2做圆周运动，圆的圆做圆周运动，圆的圆心为心为O静电力提供向心力，圆周运动轨迹经过处静电力提供向心力，圆周运动轨迹经过处的电场强度大小相等，方向指向的电场强度大小相等，方向指向O关键表述关键表述物理量及其关系物理量及其关系粒子粒子3从距从距0点点r2的位置入射并从距的位置入射并从距O点点r1的位置出射的位置出射粒子粒子3做近心运动做近心运动粒子粒子4从距从距O点点r1的位置入射并从距的位置入射并从距O点点r2的位置出射的位置出射粒子粒子4做离心运动做离心运动【解解析析】粒粒子子3从从极极板板间间通通过过电电场场，电电场场力力方方向向指指向向圆圆心心，电电场场力力做做正正功功，粒粒
11、子子3的的动动能能增增加加，则则粒粒子子3入入射射时时的的动动能能比比它它出出射射时时的的小小，故故选选项项A错错误误；粒粒子子4从从极极板板间间通通过过电电场场，电电场场力力方方向向指指向向圆圆心心，电电场场力力做做负负功功，粒粒子子4的的动动能能减减少少，则则粒粒子子4入入射射时时的的动动能能比比它它出出射射时时的的大大，故故选选项项B正正确确；在在截截面面内内，极极板板间间各各点点的的电电场场强强度度大大小小与与其其到到O点点的的距距离离成成反反比，可设为比，可设为Erk，带正电的同种粒子，带正电的同种粒子1、2在均匀辐向电场中在均匀辐向电场中做匀速做匀速规律总结规律总结(1)不不能能利
12、利用用题题目目所所给给的的新新信信息息结结合合匀匀速速圆圆周周运运动动等等知知识识判判断断粒粒子子的的动能大小；动能大小；(2)不能熟练应用粒子做近心和离心运动的条件分析问题不能熟练应用粒子做近心和离心运动的条件分析问题。考考法一法一 带电粒子在电场中的直线运动带电粒子在电场中的直线运动1.(2023湖湖北北宜宜昌昌三三模模)如如图图所所示示，一一束束单单色色光光入入射射到到极极限限频频率率为为0的的金金属属板板K上上，发发射射的的光光电电子子可可沿沿垂垂直直于于平平行行板板电电容容器器极极板板的的方方向向从从左左极板上的小孔进入电场，均不能到达右极板，则极板上的小孔进入电场，均不能到达右极板
13、，则()D2.(2023浙浙江江温温州州模模拟拟)如如图图甲甲所所示示为为粒粒子子直直线线加加速速器器原原理理图图，它它由由多多个个横横截截面面积积相相同同的的同同轴轴金金属属圆圆筒筒依依次次组组成成，序序号号为为奇奇数数的的圆圆筒筒与与序序号号为为偶偶数数的的圆圆筒筒分分别别和和交交变变电电源源相相连连，交交变变电电源源两两极极间间的的电电势势差差的的变变化化规规律律如如图图乙乙所所示示。在在t0时时，奇奇数数圆圆筒筒比比偶偶数数圆圆筒筒电电势势高高，此此时时和和偶偶数数圆圆筒筒相相连连的的金金属属圆圆板板(序序号号为为0)的的中中央央有有一一自自由由电电子子由由静静止止开开始始在在各各间间
14、隙隙中中不不断断加加速速。若若电电子子的的质质量量为为m，电电荷荷量量为为e，交交变变电电源源的的电电压压为为U，周周期期为为T。不不考考虑虑电电子子的的重重力力和和相相对对论论效效应应，忽忽略略电电子子通通过过圆圆筒筒间间隙隙的的时时间间。下列说法正确的是下列说法正确的是()C考考法二法二 带电粒子在电场中的曲线运动带电粒子在电场中的曲线运动3.(2023江江西西统统考考二二模模)如如图图所所示示，在在竖竖直直向向上上的的匀匀强强电电场场中中，A球球位位于于B球球的的正正上上方方，质质量量相相等等的的两两个个小小球球以以相相同同初初速速度度水水平平抛抛出出，它它们们最最后后落落在在水水平平面
15、面上上同同一一点点，其其中中只只有有一一个个小小球球带带电电，不不计计空空气气阻阻力力，下下列判断不正确的是列判断不正确的是()A如果如果A球带电，则球带电，则A球一定带负电球一定带负电B如果如果A球带电，则球带电，则A球的电势能一定增加球的电势能一定增加C如果如果B球带电，则球带电，则B球一定带正电球一定带正电D如果如果B球带电，则球带电，则B球的电势能一定球的电势能一定增加增加BC1.带电粒子在有界匀强磁场中运动的三个重要结论带电粒子在有界匀强磁场中运动的三个重要结论(1)粒粒子子从从同同一一直直线线边边界界射射入入磁磁场场和和射射出出磁磁场场时时，入入射射角角等等于于出出射射角角(如图甲
16、，如图甲，123)；(2)沿沿半半径径方方向向射射入入圆圆形形磁磁场场的的粒粒子子，出出射射时时亦亦沿沿半半径径方方向向(如如图图乙乙，两侧关于两圆心连线对称两侧关于两圆心连线对称)；题型题型2带电粒子在有界磁场中的运动带电粒子在有界磁场中的运动(3)粒粒子子速速度度方方向向的的偏偏转转角角等等于于其其轨轨迹迹的的对对应应圆圆心心角角(如如图图甲甲，12)。2.带电粒子在磁场中运动的多解成因带电粒子在磁场中运动的多解成因(1)磁场方向不确定形成多解；磁场方向不确定形成多解；(2)带电粒子电性不确定形成多解；带电粒子电性不确定形成多解；(3)速度不确定形成多解；速度不确定形成多解；(4)运动的周期性形成多解运动的周期性形成多解。考考法一法一 带电粒子在有界磁场中的运动带电粒子在有界磁场中的运动 1.(2022湖湖北北应应城城市市第第一一高高级级中中学学模模拟拟预预测测)如如图图所所示示，直直角角三三角角形形ABC内内(包包括括边边界界)存存在在垂垂直直纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度大大小小为为B。已已知知A30，O为为AC中中点点。两两个个带带异异种种电电荷荷
