2019版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題三電場與磁場第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動課件.pptx

1、建體系記要點(diǎn),研考向提能力,做真題明考向,4,限訓(xùn)練通高考,專題三 電場與磁場,第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動,1.(2016高考全國卷，T15)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的12倍此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為() A11B.12 C121 D144,答案：D,2. (2017高考全國卷，T16)如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向上(與紙面平行

2、)，磁場方向垂直于紙面向里三個帶正電的微粒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，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動下列選項正確的是() Amambmc Bmbmamc Cmcmamb Dmcmbma,答案：B,(1)小球做勻速直線運(yùn)動的速度v的大小和方向； (2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點(diǎn)所在的這條電場線經(jīng)歷的時間t.,答案：(1)見解析(2)3.5 s, 命題特點(diǎn)與趨勢怎么考 1帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動在高考全國卷中屬于冷考點(diǎn)，近幾年高考涉及的題目多為較簡單的選擇題但在自主命題地區(qū)的高考中是命題熱點(diǎn)，題目多為綜合

3、性較強(qiáng)的計算題 2從近幾年全國卷和地方卷的試題可以看出，命題點(diǎn)多集中在帶電粒子在電場和磁場的組合場中運(yùn)動，重在考查曲線運(yùn)動的處理方法及幾何關(guān)系的應(yīng)用也有考查重力場、電場、磁場的疊加場中的運(yùn)動問題，重在考查在受力分析及動力學(xué)規(guī)律的應(yīng)用,32019年高考題會以組合場為主，要關(guān)注以磁與現(xiàn)代科技為背景材料的題目, 解題要領(lǐng)怎么做 解決此類問題一定要分清復(fù)合場的組成、帶電體在場中的受力特點(diǎn)、滿足的運(yùn)動規(guī)律(如類平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動等)，同時要做好運(yùn)動過程分析，將一個復(fù)雜的運(yùn)動分解成若干簡單的運(yùn)動，并能找出它們之間的聯(lián)系,2抓住“兩個技巧” (1)按照帶電粒子運(yùn)動的先后順序，將整個運(yùn)動過程劃

4、分成不同特點(diǎn)的小過程 (2)善于畫出幾何圖形處理邊、角關(guān)系，要有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識處理物理問題的習(xí)慣,典例展示1(2018福建龍巖上學(xué)期期末)如圖所示，在空間有xOy坐標(biāo)系，第三象限有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，第四象限有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，從A處沿與x軸成60角的方向垂直射入勻強(qiáng)磁場中，結(jié)果離子正好從距O點(diǎn)為L的C處沿垂直電場方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，最后離子打在x軸上距O點(diǎn)2L的D處，不計離子重力，求：,(1)此離子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑r； (2)離子從A處運(yùn)動到D處所需的時間； (3)場強(qiáng)E的大小,方法技巧 帶電粒子在組合場中運(yùn)動的處理方法

5、(1)明性質(zhì)：要清楚場的性質(zhì)、方向、強(qiáng)弱、范圍等，如例題中磁場在第三象限且垂直紙面向里，電場在第四象限且豎直向上 (2)定運(yùn)動：帶電粒子依次通過不同場區(qū)時，由受力情況確定粒子在不同區(qū)域的運(yùn)動情況，如在磁場中受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動，在電場中受電場力做類平拋運(yùn)動,(3)畫軌跡：正確地畫出粒子的運(yùn)動軌跡圖 (4)用規(guī)律：根據(jù)區(qū)域和運(yùn)動規(guī)律的不同，將粒子運(yùn)動的過程劃分為幾個不同的階段，對不同的階段選取不同的規(guī)律處理 (5)找關(guān)系：要明確帶電粒子通過不同場區(qū)的交界處時速度大小和方向的關(guān)系，上一個區(qū)域的末速度往往是下一個區(qū)域的初速度,1(2018福建漳州一中模擬)如圖，在x軸下方的區(qū)域內(nèi)存在方向與y軸正

6、方向相同的勻強(qiáng)電場在x軸上方以原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xOy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.y軸負(fù)半軸上的A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為d，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場加速后從O點(diǎn)射入磁場粒子重力不計，求：,2.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的x軸上方 存在豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E1 (未知)，第四象限內(nèi)OC與x軸正方向成 60角，OC與x軸間存在垂直紙面向里 的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(未知)， OC與y軸間存在垂直O(jiān)C向下的勻強(qiáng)電場 ，場強(qiáng)為E2(未知)一質(zhì)量為m、帶電 荷量為q(q0)的粒子從O點(diǎn)以與x軸正方向成30角的初速度v

7、0射入勻強(qiáng)電場E1中，經(jīng)一段時間后從x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好垂直穿過OC且剛好能到達(dá)y軸上的D點(diǎn)，已知O、Q間的距離為L，粒子重力不計，求：,(1)場強(qiáng)E1、E2的大小及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?(2)粒子從O點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)所用的時間t.,解析：(1)粒子的運(yùn)動軌跡如圖所示，粒子在勻強(qiáng)電場中做斜上拋運(yùn)動，由運(yùn)動的合成與分解知：,典例展示2如圖所示，平面OM 和水平面ON之間的夾角為30， 兩平面之間同時存在勻強(qiáng)磁場和 勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng) 度大小為B，方向垂直紙面向外； 勻強(qiáng)電場的方向豎直向上一帶電小球的質(zhì)量為m，電荷量為q；帶電小球沿豎直平面以大小為v0的初速度從平面OM

8、上的某點(diǎn)沿左上方射入磁場，速度方向與OM成30角，帶電小球進(jìn)入磁場后恰好做勻速圓周運(yùn)動已知帶電小球在磁場中的運(yùn)動軌跡與ON恰好相切，且?guī)щ娦∏蚰軓腛M上另一點(diǎn)P射出磁場(P未畫出),(1)判斷帶電小球帶何種電荷？所加電場的電場強(qiáng)度E為多大？ (2)求出射點(diǎn)P到兩平面交點(diǎn)O的距離s. (3)帶電小球離開磁場后繼續(xù)運(yùn)動，能打在左側(cè)豎直的光屏OO上的T點(diǎn)，求T點(diǎn)到O點(diǎn)的距離s.,答案見解析,方法技巧 帶電粒子在疊加場中運(yùn)動的處理方法 (1)弄清疊加場的組成特點(diǎn) (2)正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動特點(diǎn) (3)畫出粒子的運(yùn)動軌跡，如本題中在疊加場和重力場中的運(yùn)動分別是圓周運(yùn)動和平拋運(yùn)動，靈活選擇不同的運(yùn)

9、動規(guī)律 若只有兩個場，合力為零，則表現(xiàn)為勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)例如電場與磁場中滿足qEqvB時、重力場與磁場中滿足mgqvB時、重力場與電場中滿足mgqE時,3.(多選)如圖所示，空間存在水平向左的 勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁 場在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光 滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小 球O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，b、O、d三點(diǎn)在同一水平線上已知小球所受電場力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放，下列判斷正確的是(),A小球能越過d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動 B當(dāng)小球運(yùn)動到d點(diǎn)時，不受洛倫茲力 C小球從d點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過

10、程中，重力勢能減小，電勢能減小 D小球從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)的過程中，經(jīng)過弧bc中點(diǎn)時速度最大,解析：電場力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45，由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點(diǎn)相當(dāng)于豎直平面圓環(huán)的“最高點(diǎn)”關(guān)于圓心對稱的位置(即bc弧的中點(diǎn))就是“最低點(diǎn)”，速度最大；由于a、d兩點(diǎn)關(guān)于新的最高點(diǎn)對稱，若從a點(diǎn)靜止釋放，最高運(yùn)動到d點(diǎn)，故A錯誤；當(dāng)小球運(yùn)動到d點(diǎn)時，速度為零，故不受洛倫茲力，故B正確；由于d、b等高，故小球從d點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，重力勢能不變，故C錯誤；由于等效重力指向左下方45，弧bc中點(diǎn)是等效最低點(diǎn)，故小球從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)的過程中，經(jīng)過弧bc中點(diǎn)時速度最

11、大，故D正確,答案：BD,4.如圖所示是相互垂直的勻強(qiáng)電場和 勻強(qiáng)磁場組成的疊加場，電場強(qiáng)度和 磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為E和B，一個質(zhì)量 為m、帶正電荷量為q的油滴，以水 平速度v0從a點(diǎn)射入，經(jīng)一段時間后運(yùn)動到b點(diǎn)試計算： (1)油滴剛進(jìn)入疊加場a點(diǎn)時的加速度大小 (2)若到達(dá)b點(diǎn)時，偏離入射方向的距離為d，此時速度大小為多大？,5.(2018甘肅武威第五次段考)如圖，豎 直平面內(nèi)，兩豎直虛線MN、PQ間(含 邊界)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直 于豎直平面向外的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ 間距為d，電磁場上下區(qū)域足夠大一 個質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小球 從左側(cè)進(jìn)入電磁場，初速度v與MN夾角 60，隨后

12、小球做勻速圓周運(yùn)動， 恰能到達(dá)右側(cè)邊界PQ并從左側(cè)邊界MN穿出不計空氣阻力，重力加速度為g.求： (1)電場強(qiáng)度大小E； (2)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B； (3)小球在電磁場區(qū)域運(yùn)動的時間,6(多選)(2018河南洛陽一模)如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強(qiáng)大小恒定，且被限制在AC板間，虛線中間不需加電場，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動對這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是(),A加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān) B帶電粒子每運(yùn)動一周被加速一次 C帶電粒子每運(yùn)動一周P1P2等于P2P3 D加速電場方向不需要做周期性的變化,答案：BD,答案：B,8.為了測量化工廠的污水排放量， 技術(shù)人員在排污管末端安裝了流 量計(流量Q為單位時間內(nèi)流過某 截面流體的體積)如圖所示，長 方體絕緣管道的長、寬、高分別為a、b、c，左、右兩端開口，所在空間有垂直于前后面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，在上、下兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N，污水充滿管道從左向右勻速流動，測得M、N間電壓為U，污水流過管道時受到的阻力大小是fkLv2，其中k為比例系數(shù)，L為污水沿流速方向的長度，v為污水的流速，則有(