微型专题10 带电粒子在组合场、叠加场中的运动
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.知道组合场是电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠.2.叠加场是指某区域同时存在电场、磁场和重力场中的两个或者三个，也叫复合场．
科学思维：1.知道组合场问题一般可以按时间的先后顺序分成若干个小过程，在每一个小过程中对粒子进行分析.2.叠加场问题要弄清叠加场的组成，结合运动情况和受力情况分析粒子的运动．
一、带电粒子在组合场中的运动
带电粒子在电场、磁场组合场中的运动是指粒子从电场到磁场或从磁场到电场的运动．通常按时间的先后顺序分成若干个小过程，在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和速度方向的关系入手，分析粒子在电场中做什么运动，在磁场中做什么运动．
(1)在匀强电场中运动：
①若初速度v0与电场线平行，粒子做匀变速直线运动；
②若初速度v0与电场线垂直，粒子做类平抛运动．
(2)在匀强磁场中运动：
①若初速度v0与磁感线平行，粒子做匀速直线运动；
②若初速度v0与磁感线垂直，粒子做匀速圆周运动．
(3)解决带电粒子在组合场中的运动问题，所需知识如下：
例1 (2018·安徽师大附中期末)如图1所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M(L,0)点，磁场方向垂直于坐标平面向外．一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(－2L，－L)点以速度v0沿x轴正方向射入，恰好从坐标原点O进入磁场，从P(2L,0)点射出磁场，不计粒子重力，求：
图1
(1)电场强度与磁感应强度大小的比值；
(2)粒子在磁场与电场中运动时间的比值．
答案 (1) (2)
解析 (1)设粒子的质量和所带电荷量分别为m和q，粒子在电场中运动，由平抛运动规律及牛顿运动定律得，2L＝v0t1，L＝at12，qE＝ma
粒子到达O点时沿＋y方向的分速度为vy＝at1＝v0，
tanα＝＝1，故α＝45°.
则粒子在磁场中的速度为v＝v0.
Bqv＝，
由几何关系得r＝L
联立解得＝
