專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

1、專題探究七帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題探究七帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)研析素養(yǎng)提升考點(diǎn)研析素養(yǎng)提升考點(diǎn)研析 核心探究重難突破考點(diǎn)一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析考點(diǎn)研析 核心探究重專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件【典例1】 (2017江蘇卷,15)一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示.大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng),其初速度幾乎為0,經(jīng)過(guò)加速后,通過(guò)寬為L(zhǎng)的狹縫MN沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最后打到照相底片上.已知甲、乙兩種離子的電荷量均為 +q,質(zhì)量分別為2m和m,圖中虛線為經(jīng)過(guò)狹縫左、右邊界M,N的甲種離子

2、的運(yùn)動(dòng)軌跡.不考慮離子間的相互作用.【典例1】 (2017江蘇卷,15)一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x;答案:見(jiàn)解析(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點(diǎn)的最小距離x;答案:見(jiàn)(2)在圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過(guò)的區(qū)域,并求該區(qū)域最窄處的寬度d;答案:見(jiàn)解析(2)在圖中用斜線標(biāo)出磁場(chǎng)中甲種離子經(jīng)過(guò)的區(qū)域,并求該區(qū)域最(3)若考慮加速電壓有波動(dòng),在(U0-U)到(U0+U)之間變化,要使甲、乙兩種離子在底片上沒(méi)有重疊,求狹縫寬度L滿足的條件.答案:見(jiàn)解析(3)若考慮加速電壓有波動(dòng),在(U0-U)到(U0+U)題組訓(xùn)練1.電磁流量計(jì)的工作原理(2018

3、寧夏銀川一中一模)(多選)為了測(cè)量某化工廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì),該裝置由絕緣材料制成,長(zhǎng)、寬、高分別為a,b,c,左、右兩端開(kāi)口,在垂直于前、后面的方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在上、下兩個(gè)面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M,N作為電極,污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U,若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)流出的污水體積),下列說(shuō)法中正確的是( )A.M板電勢(shì)一定高于N板的電勢(shì)B.污水中離子濃度越高,電壓表的示數(shù)越大C.污水流動(dòng)的速度越大,電壓表的示數(shù)越大D.電壓表的示數(shù)U與污水流量Q成正比ACD題組訓(xùn)練1.電磁流量計(jì)的工作原理(201

4、8寧夏銀川一中專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件2.回旋加速器的工作原理(2019四川成都模擬)(多選)粒子回旋加速器的工作原理如圖所示,置于真空中的D形金屬盒的半徑為R,兩金屬盒間的狹縫很小,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直,交變電流的頻率為f,加速器的電壓為U,若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為+e,在加速器中被加速.不考慮相對(duì)論效應(yīng),則下列說(shuō)法正確是( )AC2.回旋加速器的工作原理(2019四川成都模擬)(多選專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件考點(diǎn)二帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.常見(jiàn)類型(1)先電場(chǎng)后磁場(chǎng)帶電粒子先勻加速,后偏轉(zhuǎn),如圖.考點(diǎn)二帶電粒子在組合場(chǎng)中

5、的運(yùn)動(dòng)1.常見(jiàn)類型帶電粒子先后都偏轉(zhuǎn),如圖.(2)先磁場(chǎng)后電場(chǎng)帶電粒子先偏轉(zhuǎn),后勻加速或勻減速,如圖(甲).帶電粒子先后都偏轉(zhuǎn),如圖(乙).(3)先后兩個(gè)不同的磁場(chǎng)帶電粒子先后都偏轉(zhuǎn),如圖.(2)先磁場(chǎng)后電場(chǎng)2.處理思路2.處理思路【典例2】 (2017全國(guó)卷,24)如圖,空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場(chǎng).在x0區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0;x1).一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的帶電粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向射入磁場(chǎng),此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時(shí),求(不計(jì)重力)【典例2】 (2017全國(guó)卷,24)如圖,空間存在方向垂核心點(diǎn)撥 (1)粒子從B0進(jìn)入B0

6、磁場(chǎng)速率不變.(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;核心點(diǎn)撥 (1)粒子從B0進(jìn)入B0磁場(chǎng)速率不變.(1)核心點(diǎn)撥 (2)粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)各偏轉(zhuǎn)180.(2)粒子與O點(diǎn)間的距離.核心點(diǎn)撥 (2)粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)各偏轉(zhuǎn)180.(2)粒子方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題題組訓(xùn)練1.先磁場(chǎng)后電場(chǎng)如圖所示,在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里.在x軸下方存在勻強(qiáng)電場(chǎng),方向豎直向上.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計(jì)的帶正電粒子從y軸上的a(0,h)點(diǎn)沿y軸正方向以某初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后,粒子與x軸正方向成45進(jìn)入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)y軸的b點(diǎn)

7、時(shí)速度方向恰好與y軸垂直.求:題組訓(xùn)練1.先磁場(chǎng)后電場(chǎng)如圖所示,在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和速度大小v1;(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和速度大小v1;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E;(3)粒子從開(kāi)始到第三次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間t總.(3)粒子從開(kāi)始到第三次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間t總.2.先電場(chǎng)后磁場(chǎng)(2017天津卷,11)平面直角坐標(biāo)系xOy中,第象限存在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖所示.一帶負(fù)電的粒子從電場(chǎng)中的Q點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),Q點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為到x軸距離的2倍.粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開(kāi)電

8、場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng),最終從x軸上的P點(diǎn)射出磁場(chǎng),P點(diǎn)到y(tǒng)軸距離與Q點(diǎn)到y(tǒng)軸距離相等.不計(jì)粒子重力,問(wèn):2.先電場(chǎng)后磁場(chǎng)(2017天津卷,11)平面直角坐標(biāo)系(1)粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;(1)粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件(2)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比.(2)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比.考點(diǎn)三帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.帶電體在疊加場(chǎng)中無(wú)約束情況下的運(yùn)動(dòng)情況分類(1)洛倫茲力、重力并存若重力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng).若重力和洛倫茲力不平衡,則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng).因洛倫茲力不做功,故機(jī)械能守恒.(2)靜電力、洛倫茲力并存(不

9、計(jì)重力的微觀粒子)若靜電力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng).若靜電力和洛倫茲力不平衡,則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),因洛倫茲力不做功,可用動(dòng)能定理求解問(wèn)題.考點(diǎn)三帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.帶電體在疊加場(chǎng)中無(wú)約束情(3)靜電力、洛倫茲力、重力并存若三力平衡,一定做勻速直線運(yùn)動(dòng).若重力與靜電力平衡,一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若合力不為零且與速度方向不垂直,將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),因洛倫茲力不做功,可用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解問(wèn)題.2.帶電體在疊加場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在疊加場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下,常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律

10、求解.(3)靜電力、洛倫茲力、重力并存【典例3】 (2018江西師大附中三模)如圖所示,水平地面上方MN邊界左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T,邊界右側(cè)離地面高h(yuǎn)=0.45 m 處有一水平光滑絕緣平臺(tái),右邊有一帶正電的a球,質(zhì)量ma=0.1 kg、電荷量q=0.1 C,以初速度v0=0.9 m/s水平向左運(yùn)動(dòng),與大小相同但質(zhì)量為 mb=0.05 kg靜止于平臺(tái)左邊緣的不帶電的絕緣球b發(fā)生彈性正碰,碰后a球恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩球均視為質(zhì)點(diǎn), g=10 m/s2,求:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向;(2)碰后兩球分別在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(3

11、)碰后兩球落地點(diǎn)相距多遠(yuǎn).【典例3】 (2018江西師大附中三模)如圖所示,水平地面審題圖示 解析:(1)a球碰后在疊加場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),滿足mg=qE,可得E=10 N/C.a球帶正電,電場(chǎng)力方向向上,則電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上.審題圖示 解析:(1)a球碰后在疊加場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件答案:(1)10 N/C方向向上(2)2.1 s0.3 s(3)0.10 m答案:(1)10 N/C方向向上方法技巧帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法方法技巧帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法題組訓(xùn)練1.電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)疊加如圖,在豎直平面

12、內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy,其第一象限存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里.一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的微粒從原點(diǎn)出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45 的初速度進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中,正好做直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到A(l,l)時(shí),電場(chǎng)方向突然變?yōu)樨Q直向上(不計(jì)電場(chǎng)變化的時(shí)間),粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,正好垂直于y軸穿出復(fù)合場(chǎng).不計(jì)一切阻力,求:題組訓(xùn)練1.電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)疊加如圖,在豎直平面內(nèi)建立(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(3)粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.(3)粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.專題探究

13、七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件(1)粒子P的比荷;(1)粒子P的比荷;(2)t=2t0時(shí)刻粒子P的位置;(2)t=2t0時(shí)刻粒子P的位置;專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件(3)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中距離原點(diǎn)O的最遠(yuǎn)距離L.(3)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中距離原點(diǎn)O的最遠(yuǎn)距離L.素養(yǎng)提升 學(xué)科素養(yǎng)演練提升高考模擬1.(2017全國(guó)卷,16)如圖,空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上(與紙面平行),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,三個(gè)帶正電的微粒a,b,c電荷量相等,質(zhì)量分別為ma,mb,mc,已知在該區(qū)域內(nèi),a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng).下

14、列選項(xiàng)正確的是( )A.mambmc B.mbmamcC.mcmamb D.mcmbmaB素養(yǎng)提升 學(xué)科素養(yǎng)演練解析:微粒a做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,且mag=qE;微粒b的受力關(guān)系為mbg=qE+qvbB;微粒c的受力關(guān)系為mcg=qE-qvcB,所以mbmamc,選項(xiàng)B正確.解析:微粒a做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,且mag=專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的

15、運(yùn)動(dòng)課件專題探究七-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件3.(2018全國(guó)卷,25)一足夠長(zhǎng)的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),其在xOy平面內(nèi)的截面如圖所示:中間是磁場(chǎng)區(qū)域,其邊界與y軸垂直,寬度為l,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于xOy平面;磁場(chǎng)的上、下兩側(cè)為電場(chǎng)區(qū)域,寬度均為l,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小均為E,方向均沿x軸正方向;M,N為條狀區(qū)域邊界上的兩點(diǎn),它們的連線與y軸平行.一帶正電的粒子以某一速度從M點(diǎn)沿y軸正方向射入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好以從M點(diǎn)入射的速度從N點(diǎn)沿y軸正方向射出.不計(jì)重力.3.(2018全國(guó)卷,25)一足夠長(zhǎng)的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)(1)定性畫(huà)出該粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡;解析:(1)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖(甲)所示.(粒子在電場(chǎng)中的軌跡為拋物線,在磁場(chǎng)中為圓弧,上下對(duì)稱)(1)定性畫(huà)出該粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡;解析:(1)粒子運(yùn)(2)求該粒子從M點(diǎn)入射時(shí)速度的大小;解析:(2)粒子從電場(chǎng)下邊界入射后在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)粒子從M點(diǎn)射入時(shí)速度的大小為v0,在下側(cè)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,加速度的大小為a;粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小為v,方向與電場(chǎng)方向的夾角為