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第9讲带电粒子在组合场、复合场中的运动【考纲资讯】带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ质谱仪和回旋加速器Ⅰ【考情快报】1.考查带电粒子在组合场、复合场中的运动问题，题型一般为计算题，往往与各种运动规律及动能定理相联系，但偶尔也会以选择题的形式出现。2.预计2013年高考对该知识内容的考查主要是：(1)考查带电粒子在组合场中的运动问题；(2)考查带电粒子在复合场中的运动问题；(3)考查以带电粒子在组合场、复合场中的运动规律为工作原理的仪器在科学领域、生活实际中的应用。【体系构建】【核心自查】1.“磁偏转”和“电偏转”的区别2.复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与_______或磁场力相比_____，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。(2)题目中有明确说明是否要考虑重力的。(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与_____分析时，根据运动状态可确定分析出是否考虑重力。【热点考向1】带电粒子在组合场中的运动【典题训练1】（2012·重庆高考）有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示。两带电金属板间有匀强电场。方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一束比荷（电荷量与质量之比）均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线O′O进入两金属板之间，其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板。重力加速度为g，PQ=3d，NQ=2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用。求：（1）电场强度E的大小；（2）磁感应强度B的大小；（3）速率为λv0（λ>1）的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离。【解题指导】解答本题需要把握以下两点：（1）在只有电场的区域中做直线运动，表明重力等于电场力；（2）在电场和磁场共同区域，带电颗粒受到的合外力等于洛伦兹力，带电颗粒做匀速圆周运动。【解析】（1）设带电颗粒的电荷量为q，质量为m，有Eq=mg将代入，得E=kg（2）如图甲所示，有R2=（3d）2+（R-d）2得（3）如图乙所示，有y2=ltanθ，y=y1+y2得答案：（1）kg（2）（3）【拓展提升】【考题透视】带电粒子在组合场中的运动问题是近几年高考的重点，更是热点，分析近几年高考试题，在该考点有以下命题规律：(1)以计算题的形式考查，一般结合场的知识考查三种常见的运动规律，即匀变速直线运动、平抛运动及圆周运动。一般出现在试卷的压轴题中。(2)偶尔也会对粒子通过大小或方向不同的电场或磁场区域时的运动进行考查。【借题发挥】带电粒子在组合场中运动的处理方法不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动，还是先后在匀强磁场和匀强电场中运动。解决方法如下：(1)分别研究带电粒子在不同场中的运动规律，在匀强磁场中做匀速圆周运动，在匀强电场中，若速度方向与电场方向在同一直线上，则做匀变速直线运动，若进入电场时的速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动。根据不同的运动规律分别求解。(2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理。(3)注意分析磁场和电场边界处或交接点位置粒子速度的大小和方向，把粒子在两种不同场中的运动规律有机地联系起来。【创新预测】如图所示，在竖直平面直角坐标系xOy内有半径为R、圆心在O点、与xOy平面垂直的圆形匀强磁场，右侧水平放置的两块带电金属板MN、PQ平行正对，极板长度为l，板间距离为d，板间存在着方向竖直的匀强电场。一质量为m且电荷量为q的粒子（不计重力及空气阻力）以速度v0从A处沿y轴正向进入圆形匀强磁场，并沿x轴正向离开圆形匀强磁场，然后从两极板的左端沿中轴线CD射入匀强电场，恰好打在上板边缘N端。求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小B。（2）两极板间匀强电场的场强大小E。（3）若粒子以与y轴正向成θ=30°从A处进入圆形匀强磁场，如图所示，且试确定该粒子打在极板上距N端的距离。（用l表示）【解析】（1）由几何关系知，粒子在磁场中做圆周运动的半径r=R，由洛伦兹力提供向心力得所以（2）粒子在两极板间做类平抛运动l=v0tqE=ma联立解得（3）该粒子以与y轴正向成θ=30°从A处进入圆形匀强磁场做匀速圆周运动，如图所示。由几何关系可得：该粒子出磁场时速度方向与x轴正向平行，且与x轴距离为然后平行于轴线CD进入匀强电场做类平抛运动，设经过时间t2到达极板偏转距离解得所以，该粒子打在极板上距N端的距离答案：(1)(2)(3)【热点考向2】带电粒子在复合场中的运动【典题训练2】（2012·浙江高考）如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打