《广西2021高考物理一轮复习：带电粒子在复合场中的运动》
在高考物理的复习过程中，带电粒子在复合场中的运动是一个重要考点。复合场通常指的是同时存在电场和磁场的环境，这给带电粒子的运动轨迹带来了复杂性。下面将深入解析这一知识点。
一、带电粒子在复合场中的基本运动类型
1. **直线运动**：当电场力和洛伦兹力平衡时，带电粒子可能会沿直线运动。例如，描述中的第2题中，小球在电场和磁场的共同作用下，若能保持三个力的平衡，则小球将做匀速直线运动。
2. **曲线运动**：如果电场力、洛伦兹力和重力的合力与粒子速度不共线，粒子将做曲线运动。例如，描述中的第1题中，小球在非平衡力的作用下，其运动轨迹必然是曲线。
二、速度选择器
1. **速度选择器**：由正交的电场和磁场组成的装置，能使具有特定速度的带电粒子通过，而排除其他速度的粒子。如第2题所示，离子束在速度选择器中经历相同的电场力和洛伦兹力后，速度相同的离子才能通过，不同速度的离子会被分离。
2. **比荷关系**：在速度选择器中，粒子的运动取决于其比荷（电荷量与质量之比）。比荷较大的粒子，其所需电场力与洛伦兹力的平衡速度更高，反之亦然。
三、回旋加速器
1. **回旋加速器结构**：如第3题所示，回旋加速器的核心是两个D形金属盒，粒子在其中加速。粒子的加速取决于其比荷，而非频率，因此对于不同粒子，可能需要调整加速电压而非频率。
2. **最大动能与最大速度**：粒子的最大动能与其质量有关，即使最大速度相同，不同质量的粒子其最大动能也会不同。
四、粒子在复合场中的能量转换
1. **电场力做功**：如第4题，粒子在电场中由静止释放，电场力对其做功，使粒子获得动能，最终达到最高点。
2. **洛伦兹力与向心力**：在磁场中，洛伦兹力提供向心力，维持粒子做圆周运动，粒子的速度和磁场强度决定了粒子的轨迹半径。
五、综合分析
在解题时，要综合运用牛顿第二定律、动能定理、动量守恒以及洛伦兹力公式，结合左手定则判断粒子受力方向，从而分析粒子的运动状态。
掌握带电粒子在复合场中的运动规律，需要理解电场力、洛伦兹力与重力的相互作用，以及这些力如何影响粒子的运动轨迹和能量。通过细致的分析和练习，学生能够更好地理解和应用这些物理原理，提高解题能力。
