2025年高考物理二轮复习：专题强化十带电粒子在复合场中的运动（课件＋导学案）

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1. 掌握带电粒子在组合场中的运动规律和分析思路．2．学会处理磁场与磁场组合场、电场与磁场组合场中带电粒子的运动问题．3．了解叠加场的特点，会处理带电粒子在叠加场中的运动问题．4．理解质谱仪和回旋加速器的原理，并能解决相关问题．
考点一　带电粒子在组合场中的运动带电粒子在电场和磁场的组合场中运动，实际上是将粒子在电场中的加速和偏转，与在磁场中偏转两种运动有效组合在一起，有效区别电偏转和磁偏转，寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键．具体求解方法如下图所示．
思维提升“5步”突破带电粒子在组合场中的运动问题
考点二　带电粒子在叠加场中的运动1．叠加场电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．2．三种场的比较
例 4 [2023·湖南卷]如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下(与纸面平行)，磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直．A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ.若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0.
思维提升“三步”解决叠加场问题
(2)回旋加速器①构造如图所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源．②原理交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等，使粒子每经过一次D形盒缝隙，粒子被加速一次．
典例2 (多选)[2024·黑龙江哈尔滨模拟预测]2022年12月28日我国中核集团全面完成了230 MeV超导回旋加速器自主研制的任务，标志着我国已全面掌握小型化超导回旋加速器的核心技术，进入国际先进行列．如图所示，图甲为该回旋加速器的照片，图乙为回旋加速器工作原理示意图，置于真空中的D形金属盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流加速电压为U.圆心A处粒子源产生初速度为零，质量为m，电荷量为q的质子，质子在加速器中被加速．
2．叠加场在科技中的应用
典例4 工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)，原理如图甲所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量．为了测量某工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计，如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20 cm和10 cm.当流经电磁流量计的液体速度为10 m/s时，其流量约为280 m3/h，若某段时间内通过电磁流量计的流量为70 m3/h，不计污水中离子的重力，则在这段时间内(　　)A．M点的电势一定低于N点的电势B．通过排污管的污水流量约为140 m3/hC．排污管内污水的速度约为2.5 m/sD．电势差U与磁感应强度B之比约为0.25 m2/s