1.考点分析:本考点是带电粒子在复合场中的运动知识,侧重于考查带电粒子在磁场和电场、磁场和重力场以及磁场、电场和重力场三场所形成的复合场的问题.
2.考查类型说明:这部分的考查在考卷中主要计算题的形式出现,以综合性的题目为主.
3. 考查趋势预测:带电粒子在复合场中的运动是
高考的重点和热点,如在复合场中的直线运动以及依次通过电场和磁场的运动,题目与共点力平衡、牛顿运动定律、能量守恒、动能定理、圆周运动等联系在一起,且多与实际问题相结合,主要考查学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力.
【知识储备】
内 容说 明能级要求
ⅰⅱ
带电粒子在电场和磁场中的运动能根据粒子的受力情况确定其运动状况,进而应用相应的知识求解.√
带电粒子在电场和重力场中的运动√
带电粒子在复合场中的运动√
速度选择器了解仪器的工作原理√
电磁流量计√
一.带电粒子在复合场中的受力
复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存,或分区域存在的某一空间 .粒子经过该空间时可能受到的力有重力、电场力和洛伦兹力,抓住三个力的特点是分析和求解相关问题的前提和基础.
1.重力:若为基本粒子(如电子、质子、α粒子、离子等)一般不考虑重力;若为带电颗粒(如液滴、油滴、小球、尘埃等)一般需考虑重力.
2.电场力:带电粒子(体)在电场中一定受到电场力作用,在匀强电场中,电场力为恒力,大小为f=qe.电场力的方向与电场的方向相同或相反.电场力做功也与路径无关,只与初末位置的电势差有关,电场力做功一定伴随着电势能的变化.
3.洛伦兹力:带电粒子(体)在磁场中受到的洛伦兹力与运动的速度(大小、方向 )有关,洛伦兹力的方向始终和磁场方向垂直,又和速度方向垂直,故洛伦兹力永远不做功,也不会改变粒子的动能.
二.粒子在复合场中运动
1.在运动的各种方式中,最为熟悉的是以垂直电磁场的方向射入的带电粒子,它将在电磁场中做匀速直线运动,那么,初速v0的大小必为e/b,这就是速度选择器模型,关于这一模型,我们必须清楚,它只能选取择速度,而不能选取择带电的多少和带电的正负,这在历年高考中都是一个重要方面.
2.带电物体在复合场中的受力分析:带电物体在重力场、电场、磁场中运动时,其运动状态的改变由其受到的合力决定,因此,对运动物体进行受力分析时必须注意以下几点:
①受力分析的顺序:先场力(包括重力、电场力、磁场力)、后