高考物理二輪復(fù)習 知識點詳解整合訓(xùn)練《第二講帶電粒子在磁場和復(fù)合場中的運動》總結(jié)課件.ppt

第2講帶電粒子在磁場和復(fù)合場中的運動 答案 b 1 2012 廣東高考 質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子m和n 以不同的速率經(jīng)小孔s垂直進入勻強磁場 運行的半圓軌跡如圖4 2 3中虛線所示 下列表述正確的是 a m帶負電 n帶正電b m的速率小于n的速率c 洛倫茲力對m n做正功d m的運行時間大于n的運行時間 答案 a 2 2012 北京高考 處于勻強磁場中的一個帶電粒子 僅在磁場力作用下做勻速圓周運動 將該粒子的運動等效為環(huán)形電流 那么此電流值 a 與粒子電荷量成正比b 與粒子速率成正比c 與粒子質(zhì)量成正比d 與磁感應(yīng)強度成正比 答案 d 3 2012 太原模擬 如圖4 2 4所示 兩個橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場 圓的直徑和正方形的邊長相等 兩個電子以相同的速度分別飛入兩個磁場區(qū)域 速度方向均與磁場方向垂直 進入圓形磁場的電子初速度方向?qū)蕡A心 進入正方形磁場的電子初速度方向垂直于邊界 從中點進入 則下面判斷正確的是 a 兩電子在兩磁場中運動時 其半徑一定相同b 兩電子在兩磁場中運動的時間一定不相同c 進入圓形磁場區(qū)域的電子一定先飛離磁場d 進入圓形磁場區(qū)域的電子一定不會后飛離磁場 答案 ad 1 組合場模型 電場 磁場 重力場 或其中兩種場 并存 但各位于一定區(qū)域 并且互不重疊的情況 2 三種場力 1 重力g mg 方向總是豎直向下 恒力 做功只取決于初末位置的高度差 2 電場力f qe 方向與場強方向及電性有關(guān) 做功只取決于初末位置的電勢差 3 洛倫茲力f洛 qvb v b 方向用左手定則判定 洛倫茲力永不做功 如圖4 2 5所示 直線oa與y軸成 30 角 在aoy范圍內(nèi)有沿y軸負方向的勻強電場 在aox范圍內(nèi)有一個矩形區(qū)域的勻強磁場 該磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度b 0 2t 方向垂直紙面向里 一帶電微粒電荷量q 2 10 14c 質(zhì)量m 4 10 20kg 微粒在y軸上的某點以速度v0垂直于y軸進入勻強電場 并以速度v 3 104m s垂直穿過直線oa 運動中經(jīng)過矩形磁場區(qū)域后 最終又垂直穿過x軸 不計微粒重力 求 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 1 帶電微粒進入電場時的初速度v0多大 2 帶電微粒在磁場中做圓周運動的半徑 3 畫出粒子運動軌跡圖并求出最小矩形磁場區(qū)域的長和寬 解析 1 帶電微粒做類平拋運動把速度v分解如圖所示 v0 vcos30 2 6 104m s 答案 1 2 6 104m s 2 0 3m 3 圖見解析0 6m0 56m 1 2012 襄陽模擬 如圖4 2 6所示 兩導(dǎo)體板水平放置 兩板間電勢差為u 帶電粒子以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入 穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場 則粒子射入磁場和射出磁場的m n兩點間的距離d隨著u和v0的變化情況為 a d隨v0增大而增大 d與u無關(guān)b d隨v0增大而增大 d隨u增大而增大c d隨u增大而增大 d與v0無關(guān)d d隨v0增大而增大 d隨u增大而減小 答案 a 2 2012 大連模擬 如圖4 2 7所示 回旋加速器d形盒的半徑為r 所加磁場的磁感應(yīng)強度為b 被加速的質(zhì)子從d形盒中央由靜止出發(fā) 經(jīng)交變電場加速后射出 設(shè)質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動的周期為t 若忽略質(zhì)子在電場中的加速時間 則下列說法正確的是 a 如果只增大交變電壓u 則質(zhì)子在加速器中運行時間將變短b 如果只增大交變電壓u 則電荷的最大動能會變大c 質(zhì)子在電場中加速的次數(shù)越多 其最大動能越大d 質(zhì)子在磁場中的運動周期是交流電源的周期的兩倍 答案 a 1 復(fù)合場模型 電場 磁場 重力場 或其中兩種場 并存于同一區(qū)域的情況 2 運動情況分析帶電粒子在混合場中做什么運動 取決于帶電粒子所受的合外力及其初始狀態(tài)的速度 因此應(yīng)把帶電粒子的運動情況和受力情況結(jié)合起來進行分析 1 當帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時 做勻速直線運動 如速度選擇器 2 當帶電粒子所受的重力與電場力等值反向 洛倫茲力提供向心力時 帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動 3 受力分析及解題觀點 1 帶電粒子在混合場中的運動問題是電磁學(xué)知識和力學(xué)知識的結(jié)合 分析方法和力學(xué)問題的分析方法基本相同 不同之處是多了電場力 洛倫茲力 2 帶電粒子在混合場中的運動問題 除了利用力學(xué)即動力學(xué)觀點 能量觀點來分析外 還要注意電場和磁場對帶電粒子的作用特點 如電場力做功與路徑無關(guān) 洛倫茲力方向始終和運動速度方向垂直永不做功等 20分 2012 安徽江南十校聯(lián)考 如圖4 2 9所示 半圓有界勻強磁場的圓心o1在x軸上 oo1距離等于半圓磁場的半徑 磁感應(yīng)強度大小為b1 虛線mn平行x軸且與半圓相切于p點 在mn上方是正交的勻強電場和勻強磁場 電場場強大小為e 方向沿x軸負向 磁場磁感應(yīng)強度大小為b2 b1 b2均垂直紙面 方向如圖所示 有一群相同的正粒子 以相同的速率沿不同方向從原點o射入第 象限 其中沿x軸正方向進入磁場的粒子經(jīng)過p點射入mn后 恰好在正交的電磁場中做直線運動 粒子質(zhì)量為m 電荷量為q 粒子重力不計 1 求粒子初速度大小和有界半圓磁場的半徑 2 若撤去磁場b2 求經(jīng)過p點射入電場的粒子從y軸出電場時的坐標 3 試證明 題中所有從原點o進入第 象限的粒子都能在正交的電磁場中做直線運動 3 證明 設(shè)從o點入射的任一粒子進入b1磁場時 速度方向與x軸成 角 粒子出b1磁場與半圓磁場邊界交于q點 如圖所示 找出軌跡圓心 可以看出四邊形oo1qo2四條邊等長是平行四邊形 所以半徑o2q與oo1平行 所以從q點出磁場速度與o2q垂直 即與x軸垂直 所以垂直進入mn邊界 進入正交電磁場e b2中都有qv0b2 eq 故粒子做直線運動 5分 答案 見規(guī)范解答 答案 d 2 2012 鄭州模擬 如圖所示 真空中存在著下列四種有界的勻強電場e和勻強磁場b區(qū)域 一帶正電的小球 電荷量為 q 質(zhì)量為m 從該復(fù)合場邊界上方的某一高度由靜止開始下落 那么小球可能沿直線通過下列哪種復(fù)合場區(qū)域 解析 對帶正電的小球進行受力分析可知只有在選項b所示的復(fù)合場區(qū)域其所受洛倫茲力 重力 電場力可以平衡 故選b 答案 b 3 2012 浙江高考 如圖4 2 11所示 兩塊水平放置 相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上 兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場 將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面 從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m 水平速度均為v0 帶相等電荷量的墨滴 調(diào)節(jié)電源電壓至u 墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動 進入電場 磁場共存區(qū)域后 最終垂直打在下板的m點 1 判斷墨滴所帶電荷的種類 并求其電荷量 2 求磁感應(yīng)強度b的值 3 現(xiàn)保持噴口方向不變 使其豎直下移到兩板中間的位置 為了使墨滴仍能到達下板m點 應(yīng)將磁感應(yīng)強度調(diào)至b 則b 的大小為多少 答案 c 如圖4 2 13所示 在足夠大的空間范圍內(nèi) 同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場 電場強度為e 磁感應(yīng)強度為b 足夠長的光滑絕緣斜面固定在水平面上 斜面傾角為30 有一帶電的物體p靜止于斜面頂端 物體p對斜面無壓力 若給物體p一個水平的初速度使其向