高三復(fù)習(xí)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖3－8－12．(2014·全國(guó)大綱卷，25)如圖3－8－2所示， 在第一象限存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方 向垂直于紙面(xOy平面)向外；在第四象限 存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿x軸負(fù)向．在y軸正 半軸上某點(diǎn)以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子，該粒子在(d,0)點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場(chǎng)．不計(jì)重力．若該粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為θ，求：

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；

(2)該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．圖3－8－2主要題型：計(jì)算題知識(shí)熱點(diǎn)

(1)帶電粒子在組合復(fù)合場(chǎng)中的受力分析及運(yùn)動(dòng)分析．

(2)帶電粒子在疊加復(fù)合場(chǎng)中的受力分析及運(yùn)動(dòng)分析．物理方法

(1)模型法(2)類比法(3)整體法、隔離法(4)合成法、 分解法(5)對(duì)稱法命題趨勢(shì)

2013、2014兩年高考考查都沒有在帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)出壓軸題．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是2015年高考?jí)狠S題的首選．

(1)復(fù)合場(chǎng)中結(jié)合牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、動(dòng)能定理綜合分析相關(guān)的運(yùn)動(dòng)問題．

(2)復(fù)合場(chǎng)中結(jié)合數(shù)學(xué)中的幾何知識(shí)綜合分析多解問題、臨界問題、周期性問題等．

熱點(diǎn)一帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的差別電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)條件帶電粒子以v⊥E進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)帶電粒子以v⊥B進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)受力情況只受恒定的電場(chǎng)力只受大小恒定的洛倫茲力圖3－8－32．(2014·高考沖刺卷六)如圖3－8－4所示，空間分布著方向平行于紙面且與場(chǎng)區(qū)邊界垂直的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E、場(chǎng)區(qū)寬度為L(zhǎng).在緊靠電場(chǎng)右側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小未知，圓形磁場(chǎng)區(qū)域半徑為r.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從A點(diǎn)由靜止釋放后，在M點(diǎn)離開電場(chǎng)，并沿半徑方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，然后從N點(diǎn)射出，O為圓心，∠MON＝120°，粒子重力可忽略不計(jì)．圖3－8－4(1)求粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大??；(2)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及粒子從A點(diǎn)出發(fā)到從N點(diǎn)離開磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間；(3)若粒子在離開磁場(chǎng)前某時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不變，大小突然變?yōu)锽′，此后粒子恰好被束縛在磁場(chǎng)中，則B′的最小值為多少？(3)如圖所示，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到軌跡與OO′連線交點(diǎn)處改變磁場(chǎng)大小時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑最大，即B′對(duì)應(yīng)最小值帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題，一般都是單物體多過(guò)程問題，求解策略是“各個(gè)擊破”：(1)先分析帶電粒子在每個(gè)場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，抓住聯(lián)系相鄰兩個(gè)場(chǎng)的紐帶——速度(一般是后場(chǎng)的入射速度等于前場(chǎng)的出射速度)，(2)然后利用帶電粒子在電場(chǎng)中往往做類平拋運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解．

熱點(diǎn)二帶電粒子在疊加復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3．如圖3－8－5所示，水平線AC和豎直線CD相交于C點(diǎn)，AC上開有小孔S，CD上開有小孔P，AC與CD間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，∠DCG＝60°，在CD右側(cè)、CG的下方有一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E(大小未知)和垂直紙面向里的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1(大小未知)，一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的塑料小球從小孔S處無(wú)初速度地進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)一段時(shí)間恰好能從P孔水平勻速飛出而進(jìn)入CD右側(cè)，小球在CD右側(cè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)而垂直打在CG板上，重力加速度為g.圖3－8－5(1)求豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(2)求CD右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小；(3)若要使小球進(jìn)入CD右側(cè)后不打在CG上，則B1應(yīng)滿足什么條件？4．如圖3－8－6所示，離子源A產(chǎn)生的初速度為零、帶電荷量為e、質(zhì)量不同的正離子被電壓為U1的加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入一電容器中，電容器兩極板之間的距離為d，電容器中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)．正離子能沿直線穿過(guò)電容器，垂直于邊界MN進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的扇形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，∠MNQ＝90°.(不計(jì)離子的重力)圖3－8－6(1)求質(zhì)量為m的離子進(jìn)入電容器時(shí)，電容器兩極板間的電壓U2；(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在NQ的中點(diǎn)S1處，質(zhì)量為16m的離子打在S2處．求S1和S2之間的距離以及能打在NQ上正離子的質(zhì)量范圍．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)基本解題思路：高考命題熱點(diǎn)8.帶電粒子在交變電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及多解問題帶電粒子在交變電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)弄清復(fù)合場(chǎng)的組成特點(diǎn)及場(chǎng)的變化情況．(2)正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)．④當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)或有約束的變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解．【典例】

(16分)如圖3－8－7甲所示，寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)(邊界為L(zhǎng)1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)(如圖乙所示)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，E＞0表示電場(chǎng)方向豎直向上．t＝0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)．Q為線段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g.上述d、E0、m、