高考物理 最新押題考點(diǎn)預(yù)測突破《電場和磁場》.doc

2013年高考押題最新考點(diǎn)預(yù)測突破電場和磁場第1課時(shí) 場的基本性質(zhì)知識規(guī)律整合基礎(chǔ)回扣1庫侖定律：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的靜電力，跟它們的電荷量的乘積成_，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在_即：，其中k為靜電力常量，大小為成立條件：_（空氣中也近似成立）；_即帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)對帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心間距代替r2電場的最基本的性質(zhì)是對放入其中的電荷_電場強(qiáng)度e是描述電場的力的性質(zhì)的物理量3對電場強(qiáng)度的三個(gè)公式的理解（1）是電場強(qiáng)度的_式，適用于_電場電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)是確定值，其大小和方向與試探電荷q無關(guān)試探電荷q充當(dāng)“測量工具”的作用（2）是真空點(diǎn)電荷所形成的電場的決定式e由場源電荷q和場源電荷到某點(diǎn)的距離r決定（3）是場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系式，只適用于_，注意式中d為兩點(diǎn)間沿電場方向的距離4電場強(qiáng)度的疊加電場強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場是由幾個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時(shí)候，空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場在該點(diǎn)的場強(qiáng)的_5電勢能是電荷與所在電場所共有的；電勢、電勢差是由電場本身因素決定的，與試探電荷無關(guān)電勢能、電勢具有相對性，與_的選取有關(guān)；電勢能的改變、電勢差具有絕對性，與零電勢點(diǎn)的選取無關(guān)6磁場是一種特殊物質(zhì)，存在于磁極和_周圍，磁場對放入磁場中的磁體或電流有_作用7帶電粒子在磁場中的受力情況（1）磁場只對_電荷有力的作用，對_電荷無力的作用磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力（2）洛倫茲力的大小和方向：其大小為，注意：為v與b的夾角f的方向仍由_判定，但四指的指向應(yīng)為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向的反方向8洛倫茲力做功的特點(diǎn)由于洛倫茲力始終和速度方向垂直，所以洛倫茲力_，但洛倫茲力的分力可以做功9電場力做功與電勢能改變的關(guān)系電場力對電荷做正功，電勢能_，電場力對電荷做負(fù)功，電勢能_，且電勢能的改變量等于電場力做功的多少，即，正電荷沿電場線移動(dòng)或負(fù)電荷逆電場線移動(dòng)，電場力均做正功，故電勢能減少；而正電荷逆電場線移動(dòng)或負(fù)電荷沿電場線移動(dòng)，電勢能均增大10等勢面與電場線的關(guān)系（1）電場線總是與等勢面垂直，且從高電勢等勢面指向低電勢等勢面（2）電場線越密的地方，等差等勢面也越密（3）沿等勢面移動(dòng)電荷，電場力_，沿電場線移動(dòng)電荷，電場力一定做功思路和方法1重視物理學(xué)的科學(xué)研究方法本部分內(nèi)容的主要研究方法有：（1）理想化模型如點(diǎn)電荷、電場線、等勢面；（2）_法電場強(qiáng)度、電勢的定義方法是定義物理量的一種重要方法；（3）_的方法電場和重力場的比較；電場力和重力的比較；帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)和平勢運(yùn)動(dòng)的類比2電場力做功的求解方法：（1）由功的定義求；（2）利用結(jié)論“電場力做功等于電荷_的負(fù)值”來求，即；（3）利用_求自測自查1圖中mn是由一負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線一個(gè)帶正電的粒子+q飛入電場后，只受電場力的作用下沿一條曲線（圖中虛線）運(yùn)動(dòng)，a、b是該曲線上的兩點(diǎn)，則（ ）aa點(diǎn)的電場強(qiáng)度點(diǎn)的電場強(qiáng)度b c粒子在d粒子在2如圖所示，ab、cd為一圓的兩條直徑，且相互垂直，o點(diǎn)為圓心，空間存在一未知靜電場，方向與圓周所在平面平等，現(xiàn)讓一電子先從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)，電勢能減少了；又從c運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，電勢能增加了，那么此空間存在的靜電場可能是（ ）a勻強(qiáng)電場，方向垂直于ab由o點(diǎn)指向c點(diǎn)b勻強(qiáng)電場，方向垂直于ab由c點(diǎn)指向o點(diǎn)c位于o點(diǎn)的正電荷形成的電場d位于d點(diǎn)的負(fù)電荷形成的電場3如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以初速點(diǎn)斜向上進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)電場中，傾斜角=45，若油滴到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小仍為，則油滴進(jìn)入電場后（ ）a油滴到最高點(diǎn)時(shí)速度方向斜向上b油滴到最高點(diǎn)時(shí)速度方向水平向左c重力大于電場力d重力小于電場力4在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示過c點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向 （ ）a與ab邊平行，豎直向上 b與ab邊平行，豎直向下c與ab邊垂直，指向左邊d與ab邊垂直，指向右邊5如圖所示，在半徑為r的圓內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的向外的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為g的粒子（不計(jì)重力），從a點(diǎn)對著圓心方向垂直射人磁場，從c點(diǎn)飛出，則 （ ）a粒子帶正電b粒子的軌道半徑為rc帶電粒子從c點(diǎn)飛出時(shí)，偏轉(zhuǎn)角為60d粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為6從太陽或其它星體上放射出的宇宙射線中含有大量的高能帶電粒子，若它們在毫無阻擋的情況下到達(dá)地球，將對地球上的生命造成巨大危害下列關(guān)于地磁場和上述宇宙射線的相關(guān)說法中，正確的是 （ ）a在地球表面附近，地磁場對帶電宇宙射線完全沒有阻擋作用b在地球表面附近，各處的地磁場對帶電宇宙射線的阻擋作用強(qiáng)弱相同c在赤道附近，地磁場將使垂直射向地球表面的帶正電的宇宙射線略向西偏d在赤道附近，地磁場將使垂直射向地球表面的帶正電的宇宙射線略向東偏重點(diǎn)熱點(diǎn)透析題型1 電場性質(zhì)的理解【例1】一帶電油滴在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，等勢面為一系列平行水平平面若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，能量變化情況為a動(dòng)能一定減小b電勢能一定增加c動(dòng)能和電勢能之和一定增加d重力勢能和電勢能之和一定增加規(guī)律總結(jié)求解這一類題的具體步驟是：先畫出入射點(diǎn)的軌跡切線，即畫出初速度的方向；再根據(jù)軌跡的彎曲方向，確定電場力的方向；進(jìn)而利用分析力學(xué)的方法來分析粒子的帶電性質(zhì)、電場力做功的正負(fù)、電勢能增減、電勢大小變化、電場力大小變化等有關(guān)問題注意在只有重力和電場力做功時(shí)，重力勢能、電勢能和動(dòng)能間可以相互轉(zhuǎn)化，重力勢能、電勢能與動(dòng)能的總和保持不變【強(qiáng)化練習(xí)1】點(diǎn)電荷q1、q2和q3所產(chǎn)生的靜電場的等勢面與紙面的交線如圖所示，圖中標(biāo)在等勢面上的數(shù)值分別表示該等勢面的電勢，a、b、c表示等勢面上的點(diǎn)，下列說法正確的有（ ）a位于g點(diǎn)的點(diǎn)電荷不受電場力作用bb點(diǎn)的場強(qiáng)與d點(diǎn)的場強(qiáng)大小一定相等c把電荷量為g的正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到i點(diǎn)，再從i點(diǎn)移到f點(diǎn)過程中，電場力做的總功大于把該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)直接移到f點(diǎn)過程中電場力所做的功d把1庫侖正電荷從m點(diǎn)移到c點(diǎn)過程中電場力做的功等于7 kj題型2 電場的疊加【例2】等量異種點(diǎn)電荷的連線和中垂線如圖所示，現(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷先從圖中的a點(diǎn)沿直線移動(dòng)到b點(diǎn)，再從b點(diǎn)沿直線移動(dòng)到c點(diǎn)，則檢驗(yàn)電荷在此全過程中 （ ）a所受電場力的方向不變b所受電場力的大小恒定c電勢能一直減小d電勢能先不變后減小規(guī)律總結(jié)1等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線是等勢線，而電場線和等勢線是垂直的2兩個(gè)點(diǎn)電荷在空間某點(diǎn)所形成的電場應(yīng)等于每個(gè)點(diǎn)電荷在該點(diǎn)形成電場的矢量和【強(qiáng)化練習(xí)2】如圖所示，在y軸上關(guān)于o點(diǎn)對稱的a、b兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+q，在x軸上c點(diǎn)有點(diǎn)電荷q，且co=od，ado=60下列判斷正確的是（ ）ao點(diǎn)電場強(qiáng)度為零bd點(diǎn)電場強(qiáng)度為零c若將點(diǎn)電荷+q從o移向c，電勢能增大d若將點(diǎn)電荷q從o移向c，電勢能增大題型3 動(dòng)能定理的應(yīng)用【例3】如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形abcd的邊長為d，質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從ad邊的中點(diǎn)，以某一初速度進(jìn)入正方形區(qū)域若正方形區(qū)域內(nèi)未加電場時(shí)，小球恰好從cd邊的中點(diǎn)離開正方形區(qū)域；若在正方形區(qū)域內(nèi)加上豎直方向的勻強(qiáng)電場，小球可以從bc邊離開正方形區(qū)域已知重力加速度為g，求：（1）小球進(jìn)入正方形區(qū)域的初速度v0（2）要使小球從bc邊離開正方形區(qū)域，求所加豎直方向的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)e的方向和e的大小范圍滿分展示，名師教你如何得分解析：（1）未知電場時(shí)，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)公式：水平方向：（2分）豎直方向：（2分）解得（2分）（2）要使小球從bc邊離開正方形區(qū)域，應(yīng)加豎直向上的勻強(qiáng)電場（2分）小球從c點(diǎn)離開正方形時(shí)，設(shè)場強(qiáng)為，由牛頓第二定律： （1分）初速度方向位移：（1分）垂直初速度方向位移：（1分）解得（1分）小球從b點(diǎn)離開正方形時(shí)，設(shè)場強(qiáng)為，由牛頓第二定律：（1分）初速度方向位移：（1分）垂直初速度方向位移：（1分）解得（1分）場強(qiáng)e的大小范圍為：（2分）答案：（1） （2）豎直向上 審題指導(dǎo)1本題是一個(gè)臨界問題，要注意找準(zhǔn)對應(yīng)的臨界條件作為解決問題的突破口2由于重力和電場力都在豎直方向，合力與初速度方向垂直，物體做類平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采用運(yùn)動(dòng)分解的方法來處理【強(qiáng)化練習(xí)3】如圖所示，質(zhì)量m=1 g、電荷量q=2106c的帶電微粒從偏轉(zhuǎn)極板a、b中間的位置以10 ms的初速度垂直電場方向進(jìn)入長為l=20 cm、距離為d=10 cm的偏轉(zhuǎn)電場，出電場后落在距偏轉(zhuǎn)電場40 cm的擋板上，微粒的落點(diǎn)p離開初速度方向延長線的距離為20 cm，不考慮重力的影響求：（1）加在a、b兩板上的偏轉(zhuǎn)電壓（2）當(dāng)加在板上的偏轉(zhuǎn)電壓滿足什么條件，此帶電微粒會(huì)碰到偏轉(zhuǎn)極板題型4 帶電粒子在磁場內(nèi)的運(yùn)動(dòng)【例4】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子（不計(jì)重力），在t=0時(shí)刻以速度從p點(diǎn)沿水平方向射人mn空間，當(dāng)時(shí)刻在mn空問加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b，mn間距為l（1）如果磁感應(yīng)強(qiáng)度b為已知量，要想使帶電粒子能從n上的a點(diǎn)偏離 方向30方向射出，如圖甲，求為多少?（2）改變b的大小及存在的時(shí)間，可以使得帶電粒子能豎直向下通過d點(diǎn)，d為磁場中帶電粒子初速度方向上的一點(diǎn)，如圖乙，d到n界面的距離dq為求滿足此條件的b的最小值審題指導(dǎo)解決帶電粒子的圓周運(yùn)動(dòng)問題，首先要確定圓周平面，畫出大致軌跡，找到圓心，連接半徑若題目中給定了距離，要利用幾何關(guān)系表示出粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，而后利用列方程，若題目中給定了時(shí)間，要找出圓弧所對應(yīng)的圓心角，利用列方程【強(qiáng)化練習(xí)4】如圖所示，兩個(gè)同心圓，半徑分別為r和2r，在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b圓心o處有一放射源，放出粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為口，假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行（1）圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向，oa與初速度方向夾角為60，要想使該粒子經(jīng)過磁場第一次通過a點(diǎn)，則初速度的大小是多少?（2）要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，則粒子的初速度不能超過多少?備考能力提升1靜電場中，帶電粒子在電場力作用下從電勢為的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至電勢為的b點(diǎn)若帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速率分別為，不計(jì)重力，則帶電粒子的比荷q/m為（ ）abc d 2有一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷只受電場力的作用，分別從兩電場中的a點(diǎn)由靜止釋放，在它沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，動(dòng)能隨位移x變化的關(guān)系圖象如圖中的、圖線所示，則能與 圖線相對應(yīng)的兩個(gè)電場的電場線分布圖分 別是下圖中的（ ）3如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對準(zhǔn)圓心o沿著ao方向射入磁場，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是aa粒子動(dòng)能最大bc粒子速率最大cc粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長d它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期4如圖所示，c為中間插有電介質(zhì)的電容器，a和b為其兩極板，a板接地；p和q為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板問用絕緣線懸掛一帶電小球；p板與b板用導(dǎo)線相連，q板接地開始時(shí)懸線靜止在豎直方向，在b板帶電后，懸線偏轉(zhuǎn)了角度a在以下方法中，能使懸線的偏角a變大的是 （ ） a縮小a、b間的距離b加大a、b間的距離c取出a、b兩極板問的電介質(zhì)d換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質(zhì)5如圖所示，a、b、c、d是勻強(qiáng)電場中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)，電場線與矩形所在平面平行，已知a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為2 v、10 v、20 v，由此可知d點(diǎn)的電勢為 （ ） a6 v b8 v c12 v d18 v6空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間t變化的圖線如圖甲所示規(guī)定b0時(shí)，磁場方向穿出紙面現(xiàn)在磁場區(qū)域中建立一與磁場方向垂直的平面直角坐標(biāo)系oxy，如圖乙所示一電荷量q=5107c，質(zhì)量m=51010kg的帶正電粒子，位于原點(diǎn)o處，在t=0時(shí)刻以初速度仇v0=m/s沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力作用，不計(jì)磁場變化可能產(chǎn)生的一切其他影響求：（1）帶電粒子的運(yùn)動(dòng)半徑（2）帶電粒子從o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到p（4，4）點(diǎn)的最短時(shí)間（3）要使帶電粒子過圖中的p點(diǎn)，則磁場的變化周期t為多少?7如圖甲所示，場強(qiáng)大小為e、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場內(nèi)存在著一半徑為r的圓形區(qū)域，o點(diǎn)為該圓形區(qū)域的圓心，a點(diǎn)是圓形區(qū)域的最低點(diǎn)，b點(diǎn)是最右側(cè)的點(diǎn)在a點(diǎn)有放射源釋放初速度大小不同、方向均垂直于場強(qiáng)向右的正電荷，電荷的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)重力（1）某電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡和圓形區(qū)域的邊緣交于p點(diǎn)，poa=（如圖甲），求該電荷經(jīng)過p點(diǎn)時(shí)速率（2）若在圓形區(qū)域的邊緣有一接收屏cbd，c、d分別為接收屏上最邊緣的兩點(diǎn)，如圖乙，cob=bod=30求該屏上接收到的電荷最大動(dòng)能和最小動(dòng)能第2課時(shí) 混合場中的物體平衡知識規(guī)律整合基礎(chǔ)回扣1電場與磁場比較（1）帶電粒子（不計(jì)重力）在電場中的運(yùn)動(dòng)可以分為兩種特殊類型：加速和偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場中加速問題的分析，通常利用動(dòng)能定理qu=_來求q而帶電粒子在電場內(nèi)的偏轉(zhuǎn)常采用_的辦法來處理，粒子在垂直于電場方向勻速運(yùn)動(dòng)，在平行于電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)（2）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)若vb，帶電粒子以速度”做_直線運(yùn)動(dòng)，此情況下洛倫茲力f=0 若vb，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度做_（3）電場對電荷一定有力的作用，磁場對_有力的作用電場力的方向：正電荷受力方向與場強(qiáng)方向_；負(fù)電荷受力方向與場強(qiáng)方向_（4）電場力做功與_無關(guān)，且等于電勢能的變化量，而洛倫茲力不做功2復(fù)合場復(fù)合場一般包括_、_和_，在同一區(qū)域，可能同時(shí)存在兩種或三種不同的場3應(yīng)用（1）速度選擇器如圖所示，由相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成帶電粒子進(jìn)入速度選擇器，電場力和洛倫茲力平衡時(shí)，粒子做_，由速度選擇器只選擇_一定的粒子，與粒子的電性、電荷量、質(zhì)量無關(guān)（2）質(zhì)譜儀如圖所示，可認(rèn)為由加速電場、速度選擇器和偏轉(zhuǎn)磁場組成不同帶電粒子以同樣速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場偏轉(zhuǎn)距離可以用來確定帶電粒子的_和分析同位素等（3）回旋加速器由d形盒中的偏轉(zhuǎn)磁場和窄縫中的加速電場組成為使粒子不斷被加速，加速電場的變化周期必須等于_在粒子質(zhì)量、電量確定的情況下，粒子所能達(dá)到的最大動(dòng)能只與_和_有關(guān)，與加速電壓無關(guān)（4）帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用還有磁流體發(fā)電機(jī)、_、霍爾效應(yīng)等4帶電粒子的運(yùn)動(dòng)（1）勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力 時(shí)的運(yùn)動(dòng)，如速度選擇器 （2）勻速圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力_時(shí)，帶電粒子可以在洛倫茲力的作用下，在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（3）較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，且與_方向不在同一條直線上，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡不是圓弧，也不是拋物線，也不可能是勻變速（4）分階段運(yùn)動(dòng)帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域情況發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成思路和方法1帶電粒子在電場內(nèi)運(yùn)動(dòng)的分析思路若是直線運(yùn)動(dòng)一般采用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解；若是曲線運(yùn)動(dòng)一般是先把_，然后用動(dòng)力學(xué)方法來求在涉及功能轉(zhuǎn)化時(shí)常利用_定理來求2帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的分析思路（1）根據(jù)_確定圓心（2）利用平面幾何知識確定半徑（3）根據(jù)_（為圓心角），求粒子在磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 3分析通電導(dǎo)體在磁場內(nèi)的受力通常采用 （1）電流微元法 （2）結(jié)論法：同向電流相互_，異向電流相互_ （3）特殊角法 （4）等效法：可以把通電螺線管等效為條形磁鐵，反之也可以4正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特征是解決問題的前提帶電粒子在復(fù)合場中做什么運(yùn)動(dòng)，取決于帶電粒子_及初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的速度，因此應(yīng)把帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合起來進(jìn)行分析當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，且與初速度方向不在一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，由于帶電粒子可能連續(xù)通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場區(qū)，因此粒子的運(yùn)動(dòng)情況也發(fā)生相應(yīng)的變化，其運(yùn)動(dòng)的過程可能由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成5靈活選用力學(xué)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)_列方程求解當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)選用動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解自測自查1如圖所示，虛線ef的下方存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b一帶電微粒自離ef為h的高處由靜止下落，從b點(diǎn)進(jìn)入場區(qū)，做了一段勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從d點(diǎn)射出下列說法正確的是 （ ）a微粒受到的電場力的方向一定豎直向上b微粒做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為c從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中微粒的電勢能和重力勢能之和在最低點(diǎn)c最小d從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中微粒的電勢能先增大后減小21930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示這臺加速器由兩個(gè)銅質(zhì)d形盒d1、d2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是 （ ）a離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器b離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器c離子從磁場中獲得能量d離子從電場中獲得能量3地球磁場對電視機(jī)顯像管中電子束有影響如圖所示，電子槍到熒光屏的距離為d，顯像管的取向使電子水平地由南向北運(yùn)動(dòng)，該處地球磁場的豎直分量向下，大小為b，電子槍中電子的加速電壓為u僅考慮地磁場對電子束的作用，則當(dāng)電子束在南北方向上通過距離d時(shí)，以下關(guān)于電子束偏轉(zhuǎn)的說法中正確的是 （ ）a向東偏轉(zhuǎn) b向西偏轉(zhuǎn)cu越大，偏轉(zhuǎn)角越大du越大，偏轉(zhuǎn)半徑越大4如圖所示，在地面附近，坐標(biāo)系xoy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，在xo的空間內(nèi)還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場一個(gè)質(zhì)量為m的帶電荷量為g的油滴途經(jīng)圖中m點(diǎn)（a，o）（ao），沿著與水平方向成a角斜向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)a點(diǎn)進(jìn)入x0的區(qū)域求：（1）油滴帶什么電荷，簡要說明依據(jù)（2）油滴在m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度的大小（3）油滴進(jìn)入x0區(qū)域，若能到達(dá)x軸上的n點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），則油滴在n點(diǎn)的速度大小是多少?5如圖所示，虛線pq右側(cè)有垂直于紙面向外的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，虛線pq左側(cè)是無場空間mn是與pq平行的擋板，其中心有一個(gè)小孔o(hù)（1）若電子（質(zhì)量為m，電荷量大小為e）以垂直于mn的初速度v0從小孔o(hù)向右射入，求電子在虛線pq上的射入點(diǎn)和射出點(diǎn)之間的距離d（2）若在mn與pq之間加一個(gè)與pq方向平行的勻強(qiáng)電場，然后讓電子仍以垂直于mn的初速度v0從小孔o(hù)向右射入，通過該勻強(qiáng)電場后再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，試討論電子在虛線pq上的射人點(diǎn)和射出點(diǎn)之間的距離d將如何變化?重點(diǎn)熱點(diǎn)透析題型1 帶電粒子在組合電場內(nèi)的運(yùn)動(dòng)【例l】如圖為示波管的部分示意圖，豎直yy和水平xx偏轉(zhuǎn)電極的板長都為l= 4 cm，電極間距離都為d=l cm，yy、xx板右端到熒光屏的距離分別為12 cm和10 cm，兩偏轉(zhuǎn)電場間無相互影響電子束通過a板上的小孔沿中心軸線進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極時(shí)的速度為v0=1.6l07ms，元電荷電量e=1.61019c，電子質(zhì)量m=0.911030kg當(dāng)偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓時(shí)，電子束打在熒光屏上的o點(diǎn)求： （1）要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極的極板上加在偏轉(zhuǎn)電極上的偏轉(zhuǎn)電壓u不能超過多大? （2）若在偏轉(zhuǎn)電極xx上加如一455sin 100nt v的電壓，在偏轉(zhuǎn)電極yy上加v的電壓，通過計(jì)算說明源源不斷的電子打在熒光屏上所產(chǎn)生亮點(diǎn)的軌跡形狀滿分展示，名師教你如何得分解析：（1）設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)為e，則有（1分）設(shè)電子經(jīng)時(shí)間t通過偏轉(zhuǎn)電場，偏離軸線的側(cè)向位移為，則有在中心軸線方向上：（1分）在軸線側(cè)向有：（2分）（2分）要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極的極板上，則（2分）代入數(shù)據(jù)解式可得v（2分）（2）由式可得s（1分）而電場的變化周期得t=0.02st故可以認(rèn)為電子通過偏轉(zhuǎn)電場的過程中板間電場為勻強(qiáng)電場設(shè)電子通過偏轉(zhuǎn)電場過程中產(chǎn)生的側(cè)向速度為，偏轉(zhuǎn)角為，則電子通過偏轉(zhuǎn)電導(dǎo)時(shí)有：（1分）（2分）設(shè)偏轉(zhuǎn)極板右端到熒光屏距離不l電子在熒光屏上偏離o點(diǎn)的距離為（2分）由式、式可得電子熒光屏上的x、y坐標(biāo)為 （2分）所以熒光屏上出現(xiàn)的是半長軸和半短軸分別為0.018m、0.015m的橢圓（2分）【強(qiáng)化練習(xí)1】如圖所示，正方形區(qū)域abcd邊長l=8cm，內(nèi)有平行于ab方向指向bc邊的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)e=3 750 vm，一帶正電的粒子電荷量q=1010c，質(zhì)量m=1020kg，沿電場中心線r0飛人電場，初速度v0=2106ms，粒子飛出電場后經(jīng)過界面cd、ps間的無電場區(qū)域后，進(jìn)入固定在o點(diǎn)的點(diǎn)電荷q形成的電場區(qū)域，一進(jìn)入該區(qū)域即開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（設(shè)點(diǎn)電荷左側(cè)的電場分布以界面ps為界限，且不受ps影響）已知cd、ps相距l(xiāng)=12 cm，粒子穿過ps最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏mn上不計(jì)粒子重力（靜電力常數(shù)k=9109nm2c2），試求：（1）粒子穿過界面ps時(shí)偏離中心線or的距離y（2）粒子穿過界面ps時(shí)的速度大小與方向（3）o點(diǎn)與ps面的距離x（4）點(diǎn)電荷q的電性及電荷量大小題型2 帶電粒子在電場和磁場的組合場內(nèi)的運(yùn)動(dòng)【例2】如圖所示，k與虛線mn之間是加速電場虛線mn與pq之間是勻強(qiáng)電場，虛線pq與熒光屏之間是勻強(qiáng)磁場，且mn、pq與熒光屏三者互相平行電場和磁場的方向如圖中所示圖中a點(diǎn)與o點(diǎn)的連線垂直于熒光屏一帶正電的粒子從a點(diǎn)離開加速電場，垂直于偏轉(zhuǎn)電場方向射人電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后恰好垂直地打在熒光屏上（帶電粒子重力不計(jì)）已知電場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電場電壓與偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)關(guān)系為，式中的d是偏轉(zhuǎn)電場的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b與偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度e和帶電粒子離開加速電場的速度u的關(guān)系符合表達(dá)式，若題中只有偏轉(zhuǎn)電場的寬度d為已知量，則：（1）畫出帶電粒子的軌跡示意圖（2）磁場的寬度l為多少?（3）帶電粒子在電場和磁場中垂直于伽方向的偏轉(zhuǎn)距離分別是多少？審題指導(dǎo)組合場內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)也是組合的，因此對這樣的多過程問題的分析，需要找到粒子在不同場中運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)量或運(yùn)動(dòng)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的隱含條件（一般是分析轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度），往往成為解題的突破口【強(qiáng)化練習(xí)2】如圖所示，空間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向?yàn)榱溯S正方向，磁場方向垂直于xy平面（紙面）向外，電場和磁場都可以隨意加上或撤除，重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣一帶正電荷的粒子從p（x=0，y=h）點(diǎn)以一定的速度平行于x軸正向入射這時(shí)若只有磁場，粒子將做半徑為r0的圓周運(yùn)動(dòng)；若同時(shí)存在電場和磁場，粒子恰好做直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在，只加電場，當(dāng)粒子從p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到平面（圖中虛線所示）時(shí)，立即撤除電場同時(shí)加上磁場，粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，其軌跡與x軸交于m點(diǎn)不計(jì)重力求：（1）粒子到達(dá)平面時(shí)速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離（2）m點(diǎn)的橫坐標(biāo)xm題型3 帶電粒子在電場和磁場的疊加場內(nèi)的運(yùn)動(dòng)【例3】如圖，ox、oy、oz為地面上方相互垂直 的坐標(biāo)軸，o少軸為豎直方向，整個(gè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v0沿ox軸正方向拋出（不計(jì)空氣 阻力，重力加速度為g）（1）若在整個(gè)空間加一勻強(qiáng)電場e，使小球拋出后在xoz平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求場強(qiáng)e1和小球軌道半徑（2）若在整個(gè)空間加一勻強(qiáng)電場易，使小球拋出后沿ox軸做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求場強(qiáng)e2的大小（3）若在整個(gè)空間加一沿了軸正方向的勻強(qiáng)電場e3，場強(qiáng)大小為，求該小球從坐標(biāo)原點(diǎn)拋出后經(jīng)過y軸時(shí)的位移和動(dòng)能ek審題指導(dǎo)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)問題的解決方法是：確定研究對象，受力分析，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過程分析，可以用力的平衡或動(dòng)力學(xué)規(guī)律解決問題，也可以用能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)解決問題，一般情況下用能量觀點(diǎn)顯得非常簡捷，特別是帶電粒子受變力作用的較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，必須借助功能關(guān)系解決【強(qiáng)化練習(xí)3】如圖所示，坐標(biāo)系xoy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，在x0的空間里有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)的大小為e，一個(gè)帶正電的油滴經(jīng)過圖中x軸上的a點(diǎn)，沿著與水平方向成=30角的斜向下直線做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過y軸上的b點(diǎn)進(jìn)入x0區(qū)域，要使油滴進(jìn)入x0區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需另加一勻強(qiáng)電場若帶電油滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)通過x軸上的c點(diǎn)，且oa=oc，設(shè)重力加速度為g求：（1）油滴運(yùn)動(dòng)的速率（2）在x0的區(qū)域所加電場的電場強(qiáng)度（3）油滴從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到f點(diǎn)所用時(shí)間及oa的長度 備考能力提升1如圖所示，在邊長為l的正方形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）從原點(diǎn)o沿x軸進(jìn)入場區(qū)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿過場區(qū)的時(shí)間為t0；若撤去磁場，只保留電場，其他條件不變，該帶電粒子穿過場區(qū)的時(shí)間為；若撤去電場，只保留磁場，其他條件不變，那么，該帶電粒子穿過場區(qū)的時(shí)間應(yīng)該是 （ ）abc d2如圖所示，有三個(gè)電荷量相同的同種帶電粒子從a點(diǎn)以不同的初速度沿正交電、磁場的中心線射人同一個(gè)速度選擇器第1個(gè)粒子恰好沿ab做直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏mn上的o點(diǎn)；第2個(gè)粒子打在mn上的a點(diǎn)；第3個(gè)粒子打在mn上的b點(diǎn)若不計(jì)粒子的重力，則下列判斷正確的是 （ ）a粒子所帶電荷可能是正電，也可能是負(fù)電b如果粒子帶正電，那么第2個(gè)粒子射入速度最大，第3個(gè)粒子射入速度最小c如果粒子帶負(fù)電，那么第2個(gè)粒子射入速度最大，第3個(gè)粒子射入速度最小d如果粒子帶負(fù)電，通過速度選擇器后，第2個(gè)粒子的動(dòng)能增大，第3個(gè)粒子的動(dòng)能減小3質(zhì)量為m、電荷量為e的電子的初速度為零，經(jīng)電壓為u的加速電場加速后垂直磁場邊界bc進(jìn)入垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，已知，不計(jì)重力，則以下說法中正確的是 （ ）a勻強(qiáng)磁場的磁場垂且紙面向里b電子經(jīng)加速電場加速后，開始進(jìn)入磁場時(shí)的速度c勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度d電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間4如圖（a）所示，在真空中，半徑為b的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直在磁場右側(cè)有一對平行金屬板m和n，兩板間距離也為b，板長為2b，兩板的中心線o1o2與磁場區(qū)域的圓心o在同一直線上，兩板左端與o，也在同一直線上有一電荷量為+q質(zhì)量為m的帶電粒子，以速率v0從圓周上的p點(diǎn)沿垂直于半徑oo1并指向圓心o的方向進(jìn)入磁場，當(dāng)從圓周上的o點(diǎn)飛出磁場時(shí)，給m、n板加上如圖（b）所示電壓u最后粒子剛好以平行于n板的速度，從n板的邊緣飛出不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及粒子所受的重力（1）求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b（2）求交變電壓的周期丁和電壓u0的值（3）若時(shí)，將該粒子從mn板右側(cè)沿板的中心線o2o1，仍以速率v0射人m、n之間，求粒子從磁場中射出的點(diǎn)到p點(diǎn)的距離5兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置，極板間加有空間分布均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的電場和磁場，變化規(guī)律分別如圖 （1）、（2）所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向）在t=0時(shí)刻由負(fù)極板釋放一個(gè)初速度為零的帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力）若電場強(qiáng)度e0、磁感應(yīng)強(qiáng)度b0、粒子的比荷均已知，且，兩板間距（1）求粒子在0t0時(shí)間內(nèi)的位移大小與極板問距h的比值（2）求粒子在極板間做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑（用h表示）（3）若板間電場強(qiáng)度e隨時(shí)間的變化仍如圖（1）所示，磁場的變化改為如圖（3）所示，試畫出粒子在板間運(yùn)動(dòng)的軌跡圖（不必寫計(jì)算過程）6如圖所示，一帶電粒子以某一速度在豎直平面內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的最小的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出磁場區(qū)域），粒子飛出磁場后垂直電場方向進(jìn)入寬為l的勻強(qiáng)電場電場強(qiáng)度大小為e，方向豎直向上當(dāng)粒子穿出電場時(shí)速度大小變?yōu)樵瓉淼谋兑阎獛щ娏Ｗ拥馁|(zhì)量為m，電荷量為g，重力不計(jì)粒子進(jìn)入磁場前的速度如圖與水平方向成60角試求：（1）粒子帶什么電?（2）帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度多大? （3）該最小的圓形磁場區(qū)域的面積為多大?專題過關(guān)測評1如圖所示，在勻強(qiáng)電場中放人兩個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷a和b，張玉同學(xué)在選擇零電勢面后，算出了a、b兩點(diǎn)電荷的電勢能，得出a的電勢能小于b的電勢能其他同學(xué)看了張玉計(jì)算結(jié)果，分別發(fā)表了以下議論，其中正確的是 （ ）a張玉一定算錯(cuò)了，a的電勢能不可能小于b的電勢能b張玉取的零電勢面一定在a的左邊c張玉取的零電勢面一定在b的右邊d張玉取的零電勢面一定在a、b之間2如圖所示，虛線框內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場（方向未知），有一正電荷（重力不計(jì)）從如邊上的m點(diǎn)以速度v0射進(jìn)電場內(nèi)，最后從cd邊上的q點(diǎn)射出電場，下列說法正確的是 （ ）a電場力一定對電荷做了正功b電場方向可能垂直ab邊向右c電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是一段圓弧d電荷的運(yùn)動(dòng)一定是勻變速運(yùn)動(dòng)3如圖所示，a點(diǎn)的離子源沿紙面垂直oq方向向上射出一束負(fù)離子，重力忽略不計(jì)為把這束負(fù)離子約束在op之下的區(qū)域，可加垂直紙面的勻強(qiáng)磁場已知oa間距為s，負(fù)離子比荷為，速率為v，op與oq間夾角為30所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b是 （ ）a垂直紙面向里， b垂直紙面向里，c垂直紙面向外，d垂直紙面向外，4如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場穿過光滑的絕緣水平面，在平面上的o點(diǎn)處固定一帶電荷量為+q的小球m，帶電荷量為q的小球m以半徑為r，線速度為v，繞著o點(diǎn)沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若某時(shí)刻突然將小球m除去，則小球m可能出現(xiàn)以下哪種運(yùn)動(dòng)形式 （ ）a仍以o點(diǎn)為圓心，半徑為r，線速度為v，沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)b另一點(diǎn)為圓心，半徑為r，線速度為v，沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)c另一點(diǎn)為圓心，半徑小于r，線速度小于v，沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)d原線速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)5如圖所示，在一個(gè)勻強(qiáng)電場中有一個(gè)三角形abc，其中，ac的中點(diǎn)為m，bc的中點(diǎn)為n將一個(gè)帶正電的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，電場力做功為j則以下分析正確的是（）a若將該粒子從m點(diǎn)移動(dòng)到n點(diǎn)，電場力做功為jb若將該粒子從m點(diǎn)移動(dòng)到n點(diǎn)，電場力做功