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复合场问题决定高考的成败

2014-12-31郝晋杰

理科考试研究·高中 2014年12期
关键词:强磁场带电粒子射入

郝晋杰

电磁场问题是历年高考试题中必考的知识点,在选择、实验、计算题中所占比重很大,并经常以压轴题出现,几乎决定高考的成败.复合场问题常把电场、磁场的概念与牛顿定律、动能定理、动量等力学、电学有关知识有机地联系在一起,还侧重于应用数学工具解决物理问题方面的考查.

复合场:指电场、磁场、重力场并存,或其中两场并存,或分区存在.电场力和重力对带电体做功与路径无关,而磁场力对带电体不做功

运动分析

(1)当带电体所受合力为零时,将处于静止或匀速直线运动状态.

(2)当带电体作匀速圆周运动时,合外力提供向心力.

(3)当带电体所受合力大小与方向均变化时,将作非匀变速曲线运动.

解题方法及关键

(1)寻找突破口,注意临界条件的挖掘:如“恰好”、“最大”、“最多”、“至少”……等关键词,往往是解题的突破口.)

(2)画好轨迹图,特别注意起始位置、末位置的特点,运用几何关系求解.

(3)巧选力学规律(力和运动的关系:根据带电粒子所受的力,运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解.功能关系:根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系,从而可确定带电粒子的运动情况,这条线索不但适用于均匀场,也适用于非均匀场.因此要熟悉各种力做功的特点.解决带电粒子在复合场中的运动问题时,正确分析带电粒子的受力情况及运动特征是解题的前提,灵活选用力学规律是解题的关键.

典型问题分析

类型一:带电粒子在组合场里的运动

例1在如图所示的直角坐标系中,在y≥0的区域内有一垂直于 xOy平面的匀强磁场,在第四象限内有一平行于x轴方向的匀强电场.现使一个质量为m的带电粒子,从坐标原点O以速度V沿y轴正方向射入匀强磁场,带电粒子从点 P(a,0)射出磁场,最后再从Q点射出匀强电场,射出电场时粒子速度跟y轴的夹角为120°.(粒子重力不计)求:

①带电粒子从O点射入磁场,到达P点经历的时间.

②匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度大小的比值.

解析轨迹如图所示endprint

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