2026屆高考物理沖刺復習帶電粒子在疊加場中的運動考點一帶電粒子在疊加場中的幾類典型運動1.疊加場的概念在同一區(qū)域里電場、磁場、重力場中的任意兩場共存或三場共存。2.帶電粒子在疊加場中的幾種常見運動運動性質受力特點方法規(guī)律勻速直線運動粒子所受的合力為0平衡條件3.“三步分析”解決疊加場問題[例1]

【帶電粒子在疊加場中的直線運動】

(2024·河南鄭州期中)如圖所示,某空間存在水平向左的勻強電場和垂直于紙面方向的勻強磁場(圖中未畫出),一質量為m的帶負電粒子恰能以速度v沿圖中虛線所示軌跡做直線運動,粒子的運動軌跡與水平方向的夾角為30°,勻強電場的電場強度大小為E,重力加速度為g,下列說法正確的是(

)C[例2]

【帶電粒子在疊加場中的勻速圓周運動】

(2024·廣西玉林期中)如圖所示,一帶電液滴在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中剛好做勻速圓周運動,其軌道半徑為R,已知電場的電場強度為E,方向豎直向下;磁場的磁感應強度為B,方向垂直于紙面向里,不計空氣阻力,設重力加速度為g,則下列說法正確的是(

)[A]

液滴帶正電[B]

液滴所受合外力為零[C]

液滴受到重力、電場力、洛倫茲力、向心力作用D[例3]

【帶電粒子在疊加場中的一般曲線運動】

(2022·廣東卷,8)(多選)如圖所示,磁控管內局部區(qū)域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放,沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上,下列說法正確的有(

)[A]

電子從N到P,電場力做正功[B]

N點的電勢高于P點的電勢[C]

電子從M到N,洛倫茲力不做功[D]

電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力BC【解析】電子從M點由靜止釋放,從M到N,電場力做正功,M、P在同一等勢面上,可知電子從N到P,電場力做負功,選項A錯誤;根據(jù)沿電場線方向電勢降低,可知N點電勢高于P點電勢,選項B正確;根據(jù)洛倫茲力方向與速度方向垂直,對帶電粒子永遠不做功,可知電子從M到N,洛倫茲力不做功,選項C正確;洛倫茲力不做功,且M、P在同一等勢面上,可知電子在M點和P點速度都是零,即電子在M點和P點都是只受到電場力作用,所以電子在M點所受的合力等于在P點所受的合力,選項D錯誤。考點二“配速法”解決疊加場問題1.直面難題帶電粒子在疊加電磁場中不做勻速直線運動,即所受合力不為零,粒子的速度會改變,洛倫茲力也會隨著變化,合力也會跟著變化,則粒子做一般曲線運動,運動比較復雜。2.方法簡述可以通過配速的方法,使其一個方向的速度對應的洛倫茲力與重力(或電場力,或重力和電場力的合力)平衡,另一個方向的速度對應的洛倫茲力使粒子做勻速圓周運動,這樣將復雜的曲線運動看作兩個比較常見的運動。3.幾種常見情況常見情況處理方法初速度為0,且受重力把初速度0看作向左的速度v1和向右的速度v1兩個分速度,其產(chǎn)生的洛倫茲力如圖所示初速度為0,不受重力把初速度0看作向左的速度v1和向右的速度v1兩個分速度,其產(chǎn)生的洛倫茲力如圖所示初速度為0,且受重力把初速度0看作斜向左下方垂直于重力、電場力合力方向的速度v1和斜向右上方的速度v1,沿右上方的運動滿足受力平衡,沿左下方的運動為勻速圓周運動,如圖所示初速度為v0,且受重力對粒子的運動配以水平向右和斜向左的速度,如圖所示,粒子沿向右速度v1所受的洛倫茲力與重力平衡,則粒子做速度大小為v2的勻速圓周運動[例4]

【配速法處理帶電粒子在疊加場中的運動】

如圖所示,空間存在著勻強磁場和勻強電場,磁場的方向垂直于紙面(xOy平面)向外,電場的方向沿y軸正方向。一質量為m、電荷量為q的帶電粒子在電場和磁場的作用下,從坐標原點O由靜止開始運動(其軌跡如圖所示)。已知磁感應強度的大小為B,電場強度大小為E,不計粒子的重力,下列說法正確的是(

)[A]粒子帶負電[B]粒子運動軌跡是拋物線C(1)電場強度的大小和P點與y軸的距離;(2)小球第一次到達最低點時速度的大小;(3)小球從過坐標原點時到第一次到達最低點時所用時間。[例6]

(2024·甘肅卷,15)質譜儀是科學研究中的重要儀器,其原理如圖所示。Ⅰ為粒子加速器,加速電壓為U;Ⅱ為速度選擇器,勻強電場的電場強度大小為E1,方向沿紙面向下,勻強磁場的磁感應強度大小為B1,方向垂直紙面向里;Ⅲ為偏轉分離器,勻強磁場的磁感應強度大小為B2,方向垂直紙面向里。從S點釋放初速度為零的帶電粒子(不計重力),加速后進入速度選擇器做直線運動,再由O點進入分離器做圓周運動,最后打到照相底片的P點處,運動軌跡如圖中虛線所示。(1)粒子帶正電還是負電?求粒子的比