202X屆高考物理總復(fù)習(xí)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(yùn)動課件

1、帶電粒子在組合場和復(fù)合場中的運(yùn)動帶電粒子在組合場和復(fù)合場中的運(yùn)動第3講帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題題型一題型一【例1】在如圖甲所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中,第象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn),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(diǎn)進(jìn)入第象限,又經(jīng)

2、過磁場從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第象限,且速度與y軸負(fù)方向成45角,不計粒子所受的重力。求:(1)電場強(qiáng)度E的大小。(2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時速度的大小和方向。 (3)abc區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。甲解解析析帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)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(yùn)動規(guī)律帶電粒子在勻強(qiáng)電場中,若初速度與電場線平行,則該粒子做勻變速直線運(yùn)動;若初速度與電

3、場線垂直,則該粒子做類平拋運(yùn)動。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中,若速度與磁感線平行,則該粒子做勻速直線運(yùn)動;若速度與磁感線垂直,則該粒子做勻速圓周運(yùn)動。方法方法帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題題型一題型一(2)帶電粒子在組合場中運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)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(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里。在x軸下方存在勻強(qiáng)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(diǎn)沿y軸正方向以某初速度開始運(yùn)動,一段時

4、間后,粒子與x軸正方向成45進(jìn)入電場,經(jīng)過y軸的b點(diǎn)時速度方向恰好與y軸垂直。求:(1)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r和速度大小v1。(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)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(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題題型一題型一解解析析帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題題型一題型一帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)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(yùn)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(yùn)動,因洛倫茲力不做功,故機(jī)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動。(2)若重力與電場力平衡,則帶電體做勻速圓周運(yùn)動。(3)若合力不為零,帶電體則可能做復(fù)雜的曲線運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題題型二題型二(1)小球的

6、初速度大小。(2)電場強(qiáng)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(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題題型二題型二解解析析帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題題型二題型二方法方法帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題題型二題型二帶電粒子在疊加場中運(yùn)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(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)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(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁

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

8、電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題題型二題型二解解析析帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動問題題型二題型二乙?guī)щ娏Ｗ釉趶?fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例題型三題型三帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)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(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)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(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等;

9、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)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(jìn)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(jìn)入磁場,最終打到膠片上的某點(diǎn)。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(jìn)入磁場的粒子速度大小一定相等B.從小孔S進(jìn)入磁場的粒子動能一定相等C.打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等D.打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子,比荷越大C解解析析帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例題型三題型三方法方法把握三點(diǎn),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(jī)制進(jìn)行認(rèn)真分析。(2)從力、運(yùn)動、能量三個角度分析粒子的運(yùn)動過程,并畫出運(yùn)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(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例題型三題型三AC解解析析帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)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(yùn)動的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的應(yīng)用實(shí)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(jī)磁流體發(fā)電機(jī)。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