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1、专题三专题三 电场与磁场电场与磁场解答题专攻（二）解答题专攻（二）特色专题特色专题带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动常考的常考的3种题型种题型 纵观近两年各省市的物理高考试题，所谓的纵观近两年各省市的物理高考试题，所谓的“压轴题压轴题”多聚多聚焦于焦于“磁磁”。主要考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，尤其。主要考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，尤其是带电粒子在电场、磁场中的运动，情景复杂、综合性强，对考是带电粒子在电场、磁场中的运动，情景复杂、综合性强，对考生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力以及用生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力以及用数学方法解决物
2、理问题的能力要求较高。而且，本部分知识与现数学方法解决物理问题的能力要求较高。而且，本部分知识与现代科技密切相关，在近代物理实验中有重大意义。所以，近两年代科技密切相关，在近代物理实验中有重大意义。所以，近两年的高考试题中，涉及本考点的命题常以构思新颖、高难度的压轴的高考试题中，涉及本考点的命题常以构思新颖、高难度的压轴题形式出现也就不足为奇了。如果掌握了做这类题目的规律，解题形式出现也就不足为奇了。如果掌握了做这类题目的规律，解题还是相对比较容易的。题还是相对比较容易的。 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 带电粒子沿垂直于磁场方向射入分界线两侧空间不同的带电粒子沿垂直于磁
3、场方向射入分界线两侧空间不同的两种匀强磁场，往往先后受到大小不同的洛伦兹力作用，使两种匀强磁场，往往先后受到大小不同的洛伦兹力作用，使带电粒子的运动轨迹也不同。由于磁场的方向、磁场区域的带电粒子的运动轨迹也不同。由于磁场的方向、磁场区域的大小以及带电粒子速度的大小和方向等多种条件的不同而使大小以及带电粒子速度的大小和方向等多种条件的不同而使这类题目富有探究性和开放性。同时这类问题能很好地考查这类题目富有探究性和开放性。同时这类问题能很好地考查考生的空间想象、推理分析、综合判断能力。考生的空间想象、推理分析、综合判断能力。 粒子进入有边界的磁场，由于边界条件的不同，会出现粒子进入有边界的磁场，由
4、于边界条件的不同，会出现涉及临界状态的临界问题。涉及临界状态的临界问题。 图图1 1 (1)判断金属板判断金属板CD之间的电场强度的方向和正方形线框内之间的电场强度的方向和正方形线框内的磁场方向；的磁场方向； (2)若离子从若离子从C板出发，运动一段时间后又恰能回到板出发，运动一段时间后又恰能回到C板出板出发点，求离子在磁场中运动的总时间；发点，求离子在磁场中运动的总时间；图图2 解决此类问题的关键是依据题意，分析物体的运动过程和解决此类问题的关键是依据题意，分析物体的运动过程和运动形式，扣住运动过程中的临界点，应用几何知识，找出运运动形式，扣住运动过程中的临界点，应用几何知识，找出运动的轨迹
5、圆心，画出粒子运动的部分轨迹，确定半径，然后应动的轨迹圆心，画出粒子运动的部分轨迹，确定半径，然后应用数学工具和相应物理规律分析求解。用数学工具和相应物理规律分析求解。具体的分析方法：具体的分析方法： 带电粒子在磁场中运动的多解问题带电粒子在磁场中运动的多解问题 带电粒子在洛伦兹力作用下在磁场中做匀速圆周运带电粒子在洛伦兹力作用下在磁场中做匀速圆周运动，由于运动的周期性或条件的周期性等因素的存在，动，由于运动的周期性或条件的周期性等因素的存在，使问题往往出现多解性，此类问题能很好地考查学生多使问题往往出现多解性，此类问题能很好地考查学生多元性思维和空间想象力，渗透物理世界的对称与和谐，元性思维
6、和空间想象力，渗透物理世界的对称与和谐，因此将可能成为今后高考的热点。因此将可能成为今后高考的热点。 图图4 4 图图5 5 带电粒子在复合场中的运动问题带电粒子在复合场中的运动问题 带电粒子在复合场中的运动的命题，集中融合力学、电带电粒子在复合场中的运动的命题，集中融合力学、电磁学等知识，其特点为构思新颖、综合性强，突出考查考生磁学等知识，其特点为构思新颖、综合性强，突出考查考生对物理过程和运动规律的综合分析能力、运用数学知识解决对物理过程和运动规律的综合分析能力、运用数学知识解决物理问题的能力及空间想象能力。物理问题的能力及空间想象能力。 近几年的高考试题，常常以加速器、示波管、质谱仪、近
7、几年的高考试题，常常以加速器、示波管、质谱仪、速度选择器为背景，结合最新的现代科技知识与情景，考查速度选择器为背景，结合最新的现代科技知识与情景，考查带电粒子在电场中的加速、偏转和在磁场中的偏转。带电粒子在电场中的加速、偏转和在磁场中的偏转。 图图6 6 图图7 7 (1)粒子经过粒子经过Q点时的速度大小；点时的速度大小；(2)匀强电场电场强度的大小；匀强电场电场强度的大小；(3)粒子从粒子从Q点运动到点运动到M点所用的时间。点所用的时间。 带电粒子在复合场中的运动分析方法和力学问题的分带电粒子在复合场中的运动分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处是多了电场力和洛伦兹力。一析方法基本相同，不同之处是多了电场力和洛伦兹力。一般来说，对单个物体，用动能定理或动量定理；对多个物般来说，对单个物体，用动能定理或动量定理；对多个物体组成的系统，用能量守恒定律或动量守恒定律，涉及加体组成的系统，用能量守恒定律或动量守恒定律，涉及加速度等力学问题必定用牛顿第二定律和运动学公式。速度等力学问题必定用牛顿第二定律和运动学公式。
