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1．(2015·江苏单科·15)一台质谱仪的工作原理如图1所示，电荷量均为＋q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零．这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上．已知放置底片的区域MN＝L，且OM＝L.某次测量发现MN中左侧23区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧13区域QN仍能正常检测到离子．在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到．
图1
(1)求原本打在MN中点P的离子质量m；
(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；
(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数．(取lg2＝0.301，lg3＝0.477，lg5＝0.699)
2．(2015·浙江理综·25)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r的圆，圆心在O点，图2轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器．引出器原理如图所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点(O′点图中未画出)．引出离子时，令引出通道内磁
- 2 - 场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出．已知OQ长度为L，OQ与OP的夹角为θ.
图2
(1)求离子的电荷量q并判断其正负；
(2)离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B′，求B′；
(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小．
1．题型特点
(1)带电粒子在复合场中的运动是力电综合的重点和高考的热点，常见的考查形式有组合场(电场、磁场、重力场依次出现)、叠加场(空间同一区域同时存在两种以上的场)、周期性变化的
ECNU LEX
第1页 共14页 高中物理大二轮复习 专题03电场和磁场 第01讲 电场和磁场的基本性质 Lex Li 01、(2016·全国卷Ⅰ，14)一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器 ( ) A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C．极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D．极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 02、(2016·全国卷Ⅲ，15)关于静电场的等势面，下列说法正确的是 ( ) A．两个电势不同的等势面可能相交 B．电场线与等势面处处相互垂直 C．同一等势面上各点电场强度一定相等 D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 03、(2016·全国卷Ⅱ，15)如图所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动，运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则 ( ) A．aa>ab>ac，va>vc>vb B．aa>ab>ac，vb>vc>va C．ab>ac>aa，vb>vc>va D．ab>ac>aa，va>vc>vb 04、(2015·全国卷Ⅱ，14)如图所示，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将 ( ) A．保持静止状态 B．向左上方做匀加速运动 C．向正下方做匀加速运动 D．向左下方做匀加速运动 05、(2014·新课标全国卷Ⅰ，15)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( ) A．安培力的方向可以不垂直于直导线 B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 06、(多选)(2014·新课标全国卷Ⅱ，19)关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是 ( ) A．电场强度的方向处处与等电势面垂直 B．电场强度为零的地方，电势也为零 C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 ECNU LEX
实用
文档 第1讲 电场的基本性质与电场中的动力学问题
【自主学习】
第1讲 电场的基本性质与电场中的动力学问题
(本讲对应学生用书第30~34页)
自主学习
【考情分析】
全国考情
核心考点 2013年 2014年 2015年
电场的基本性质 T15：电场强度 T21：电势、等势面、电场力做功 T15：电场力做功、电势、等势面
带电粒子在电场中的运动 T16：平行板电容器
T25：带电粒子在电场中的运动 T25：带电粒子在电场中的运动 无
【备考策略】
复习时重视以下几点： 实用
文档 (1) 等量同种电荷或异种电荷的电场分布及场强、电势、电势能大小的比较.
(2) 带电粒子在电场中的运动问题，多和牛顿运动定律、动能定理、功能关系综合考查.
(3) 电容器在电路中的动态变化.
一、 电场的性质
1．电场强度的三种表达式
定义式E=Fq(适合任何电场).
点电荷场强表达式E=2kQr.
匀强电场表达式E=Ud.
2．电势差定义式：UAB=ABWq(注意符号的正负问题)
电势差与电势的关系UAB=φA-φB(注意符号的正负问题).
电势φ=pEq.
电场力做功与电势能变化的关系WAB=-ΔEp.
二、 电容器
1．定义式C=QU.2．电容的决定式C=4πSkd.
三、 带电粒子的运动
(1) 带电粒子在电场中的加速 实用
文档 ① 在匀强电场中加速，可根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解.
基本方程：a=Eqm，E=21，Uvd-22v=2ax.
② 在非匀强电场中的加速运动一般受变力作用，可根据动能定理、功能关系求解.
基本方程：qU=12m22v-12m21v.
(2) 带电粒子在匀强电场中的偏转
① 运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动(轨迹为抛物线).
② 分析处理方法：用类似平抛运动分析方法分解.
物理第二轮复习 专题三：电场和磁场
一、知识网络
1．带电粒子在电场、磁场中的运动可分为下列几种情况：
.带电粒子在匀强电场、匀强磁场中运动的比较
在场强为E的匀强电场中 在磁感应强度为B的匀强磁场中
初速度为零 做初速度为零的匀加速直线运动 保持静止
初速度∥场线 做匀变速直线运动 做匀速直线运动
初速度⊥场线 做匀变速曲线运动(类平抛运动) 做匀速圆周运动
共同规律 受恒力作用，做匀变速运动 洛伦兹力不做功，动能不变
(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动。这类题的解题关键是画出示意图。
运动特点分析：在垂直电场方向做匀速直线运动 0vvx tvx0
在平行电场方向，做初速度为零的匀加速直线运动 atvy 221aty
dmUqmEqa 通过电场区的时间：0vLt 粒子通过电场区的侧移距离：2022mdvUqLy
粒子通过电场区偏转角：20mdvUqLtg
带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。所以侧移距离也可表示为：tgLy2
(2) 不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。这类题的解题关键是画好示意图，画示意图的要点是找圆心、找半径和用对称。在画图的基础上特别注意使用几何知识寻找关系。
用几何知识确定圆心并求半径：画出粒子运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点)的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识求其半径与弦长的关系；确定轨迹所对的圆心角，求运动时间：先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°(或2)计算出圆心角的大小，再由公式t=T/3600(或T/2)可求出运动时间。
向心力公式：RvmBqv2 运动轨道半径公式：BqmvR； 运动周期公式：BqmT2
T或f、的两个特点：T、f和的大小与轨道半径（R）和运行速率（v）无关，只与磁场的磁感应强度（B）和粒子的荷质比（mq）相关。
