202X屆高考物理總復(fù)習第十二單元磁場第3講帶電粒子在組合場和復(fù)合場中的運動課件

1、帶電粒子在組合場和復(fù)合場中的運動帶電粒子在組合場和復(fù)合場中的運動第3講帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較答案答案解析解析帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一【例1】在如圖甲所示的平面直角坐標系xOy中,第象限內(nèi)有平行于y軸的勻強電場,方向沿y軸正方向;在第象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強磁場,方向垂直于xOy平面向里,正三角形邊長為L,且ab邊與y軸平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子,從y軸上的P(0,h)點,以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場,通過電場后從x軸上的a(2h,0)點進入第象限,又經(jīng)

2、過磁場從y軸上的某點進入第象限,且速度與y軸負方向成45角,不計粒子所受的重力。求:(1)電場強度E的大小。(2)粒子到達a點時速度的大小和方向。 (3)abc區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值。甲解解析析帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一乙方法方法帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一組合場是指磁場與電場同時存在,但各位于一定的區(qū)域內(nèi)且并不重疊的情況,或者在同一區(qū)域內(nèi)交替存在,總之,帶電粒子每時只受到一個場力的作用。(1)帶電粒子在組合場中的運動規(guī)律帶電粒子在勻強電場中,若初速度與電場線平行,則該粒子做勻變速直線運動;若初速度與電

3、場線垂直,則該粒子做類平拋運動。帶電粒子在勻強磁場中,若速度與磁感線平行,則該粒子做勻速直線運動;若速度與磁感線垂直,則該粒子做勻速圓周運動。方法方法帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一(2)帶電粒子在組合場中運動的處理方法答案答案解析解析帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一【變式訓(xùn)練1】(2018安徽淮南第二次調(diào)研)如圖甲所示,在x軸上方存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向里。在x軸下方存在勻強電場,方向豎直向上。一個質(zhì)量為m、電荷量為q、重力不計的帶正電粒子從y軸上的a(h,0)點沿y軸正方向以某初速度開始運動,一段時

4、間后,粒子與x軸正方向成45進入電場,經(jīng)過y軸的b點時速度方向恰好與y軸垂直。求:(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑r和速度大小v1。(2)勻強電場的電場強度大小E。(3)粒子從開始到第三次經(jīng)過x軸的時間t總。甲解解析析帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一乙解解析析帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一解解析析帶電粒子在組合場中的運動問題帶電粒子在組合場中的運動問題題型一題型一帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二1.磁場力、重力并存(1)若重力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運動。(2)若重力和洛倫茲

5、力不平衡,則帶電體將做復(fù)雜的曲線運動,因洛倫茲力不做功,故機械能守恒。2.電場力、磁場力并存(不計重力)(1)若電場力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運動。(2)若電場力和洛倫茲力不平衡,則帶電體做復(fù)雜的曲線運動,可用動能定理求解。3.電場力、磁場力、重力并存(1)若三力平衡,則帶電體做勻速直線運動。(2)若重力與電場力平衡,則帶電體做勻速圓周運動。(3)若合力不為零,帶電體則可能做復(fù)雜的曲線運動,可用能量守恒定律或動能定理求解。帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二答案答案解析解析帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二(1)小球的

6、初速度大小。(2)電場強度E1的大小。(3)B1與B2的比值。甲解解析析帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二解解析析帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二乙解解析析帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二方法方法帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二帶電粒子在疊加場中運動的處理方法答案答案解析解析帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二【變式訓(xùn)練2】(2019山西晉城質(zhì)量檢測)如圖甲所示,絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時存在相互垂直的勻強電場和勻強磁

7、場,電場方向水平向右,電場強度大小為E,磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點由靜止開始沿MN下滑,到達C點時離開MN做曲線運動。A、C兩點間距離為h,重力加速度為g。(1)求小滑塊運動到C點時的速度大小vC。(2)求小滑塊從A點運動到C點過程中克服摩擦力做的功Wf。甲(3)若D點為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運動過程中速度最大的位置,當小滑塊運動到D點時撤去磁場,此后小滑塊繼續(xù)運動到水平地面上的P點。已知小滑塊在D點時的速度大小為vD,從D點運動到P點的時間為t,求小滑塊運動到P點時速度的大小vP。解解析析帶電粒子在疊加場中的運動問題帶

8、電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二解解析析帶電粒子在疊加場中的運動問題帶電粒子在疊加場中的運動問題題型二題型二乙?guī)щ娏Ｗ釉趶?fù)合場中運動的應(yīng)用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例題型三題型三帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例題型三題型三(續(xù)表)答案答案解析解析帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例題型三題型三【例3】如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成:粒子源N;P、Q間的加速電場;靜電分析器,即中心線半徑為R的四分之一圓形通道,通道內(nèi)有均勻輻射電場,方向沿徑向指向圓心O,且與圓心O等距的各點電場強度大小相等;

9、磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場,方向垂直紙面向外;膠片M。由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子,經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器,某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進入磁場,最終打到膠片上的某點。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同,不計粒子所受重力。下列說法正確的是()。A.從小孔S進入磁場的粒子速度大小一定相等B.從小孔S進入磁場的粒子動能一定相等C.打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等D.打到膠片上位置距離O點越遠的粒子,比荷越大C解解析析帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例題型三題型三方法方法把握三點,解決現(xiàn)代科技中的組合場問題(1)對題目背景涉及的物理知

10、識和原理機制進行認真分析。(2)從力、運動、能量三個角度分析粒子的運動過程,并畫出運動軌跡的草圖。(3)構(gòu)建物理模型,選擇合適的物理規(guī)律和方法解決問題。答案答案解析解析帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例題型三題型三AC解解析析帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例題型三題型三答案答案解析解析帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)用實例題型三題型三【變式訓(xùn)練4】(2019湖北武漢第一次模擬考試)目前,世界上正在研究一種新型發(fā)電機磁流體發(fā)電機。如圖所示,將一束等離子體噴射入磁場,磁場中有兩塊平行金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體的初速度為v,兩金屬板的板長