高三物理帶電物體在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1

1、帶電物體在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（上）一、考點(diǎn)剖析二、知識(shí)結(jié)構(gòu)三、知識(shí) 方法 應(yīng)用003. 南京師大物理之友電學(xué)綜合(一)3004. 南京師大物理之友電學(xué)綜合(二) 17008. 07-08學(xué)年度唐山市重點(diǎn)中學(xué)模擬試卷三 8017. 物理之友07年電學(xué)綜合（一）17026. 07-08學(xué)年度徐州市六縣一區(qū)摸底考試16027. 鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試17030. 揚(yáng)州市07-08學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研試卷15038. 08年廣東佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)（一）19 帶電物體在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（上） 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)比物體在重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)要豐富得多，它與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、功和能、動(dòng)量等知識(shí)聯(lián)系緊密

2、，加之電場(chǎng)力的大小、方向靈活多變，功和能的轉(zhuǎn)化關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，其難度比力學(xué)中的運(yùn)動(dòng)要大得多。 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)涉及的物理情景豐富，解決問(wèn)題所用的知識(shí)綜合性強(qiáng)，很適合對(duì)能力的考查，是高考熱點(diǎn)之一。帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有三大特點(diǎn)：與圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律緊密聯(lián)系運(yùn)動(dòng)周期與速率大小無(wú)關(guān)軌道半徑與圓心位置的確定與空間約束條件有關(guān)，呈現(xiàn)靈活多變的勢(shì)態(tài)。因以上三大特點(diǎn)，很易創(chuàng)造新情景命題，故為高考熱點(diǎn)，近十年的高考題中，每年都有，且多數(shù)為大計(jì)算題。一、考點(diǎn)剖析： 帶電粒子在復(fù)合電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：若空間中同時(shí)同區(qū)域存在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，則使粒子的受力情況復(fù)雜起來(lái)； 若不同時(shí)不同區(qū)域存在，則使粒子的運(yùn)動(dòng)情

3、況或過(guò)程復(fù)雜起來(lái)，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)情景及能量轉(zhuǎn)化更加復(fù)雜化，將力學(xué)、電磁學(xué)知識(shí)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用推向高潮。 該考點(diǎn)為高考命題提供了豐富的情景與素材，為體現(xiàn)知識(shí)的綜合與靈活應(yīng)用提供了廣闊的平臺(tái)，是高考命題熱點(diǎn)之一。二、知識(shí)結(jié)構(gòu)帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn) 動(dòng)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)：如用電場(chǎng)加速或減速粒子偏轉(zhuǎn)：類平拋運(yùn)動(dòng)，一般分解成兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)： 以點(diǎn)電荷為圓心運(yùn)動(dòng)或受裝置約束在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子的速度與磁場(chǎng)平行時(shí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)：帶電粒子的速度與磁場(chǎng)垂直時(shí)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn) 動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)：垂直運(yùn)動(dòng)方向的力必定平衡勻速圓周運(yùn)動(dòng)：重力與電場(chǎng)力一定平衡，由洛倫茲力提供向心力一般的曲線運(yùn)動(dòng)：三、知識(shí) 方法 應(yīng)用

4、運(yùn)動(dòng)電荷的受力情況僅在電場(chǎng)力作用下僅在磁場(chǎng)力作用下在復(fù)合場(chǎng)力作用下電荷的曲線運(yùn)動(dòng)情況類平拋運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)多過(guò)程運(yùn)動(dòng)運(yùn)用的知識(shí)和方法三種場(chǎng)力的知識(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式運(yùn)動(dòng)的合成與分解三大力學(xué)規(guī)律圓的幾何知識(shí)邊界條件的尋找和隱含條件的挖掘?qū)嶋H應(yīng)用示波器回旋加速器質(zhì)譜儀顯像管003.南京師大物理之友電學(xué)綜合(一)43.如圖甲所示，帶電粒子(不計(jì)重力)以水平向右的初速度v0先通過(guò)有界勻強(qiáng)電場(chǎng)E，后通過(guò)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，再?gòu)拇艌?chǎng)右邊穿出，此過(guò)程中該粒子動(dòng)能的改變量為Ek1；若如圖乙所示，將該勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域正交疊加，再讓該粒子以同樣的初速度水平向右穿越疊加場(chǎng)區(qū)而從右邊穿出，此過(guò)程中該粒子動(dòng)能的改變量為Ek2比較

5、Ek1和Ek2的大小，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A一定有EklEk2B一定有Ekl=Ek2C一定有EklEk2、Ekl=Ek2、Ek1Ek2都有可能v0EBv0EB乙甲D解見(jiàn)下頁(yè)解：v0EBv0EB乙甲 設(shè)圖甲中通過(guò)電場(chǎng)時(shí)偏移量為d，動(dòng)能的改變量 為Ek1=Eqd，通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)洛侖茲力不做功。圖乙中若洛侖茲力大于電場(chǎng)力，則穿越疊加場(chǎng)區(qū)而從右邊穿出時(shí)，偏移量可能小于d， Ek2Eqd。D正確 004.南京師大物理之友電學(xué)綜合(二) 17、17、（8分）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從高度為h的A點(diǎn)以速度v0水平拋出，第一次落地點(diǎn)為P。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。（1）小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P

6、點(diǎn)的過(guò)程,求位移L的大小。（2）在空間豎直方向加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。（3）若在此電場(chǎng)空間再加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球第一次落地點(diǎn)仍然是P點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。v0APh解：（1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有得到（2）小球在電場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)，所受合外力為零mg=qE解得（3）小球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律v0R-hsRO由幾何關(guān)系 R 2 = s 2 +（Rh）2聯(lián)立解得008. 07-08學(xué)年度唐山市重點(diǎn)中學(xué)模擬試卷三 88.如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)

7、入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是 ( )A微粒一定帶負(fù)電 B微粒動(dòng)能一定減小C微粒的電勢(shì)能一定增加 D微粒的機(jī)械能一定增加 abEA D解見(jiàn)下頁(yè)解：abE 根據(jù)做直線運(yùn)動(dòng)的條件和受力情況可知，微粒一定帶負(fù)電，且做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A對(duì)B錯(cuò)，qEmgqvB由于電場(chǎng)力向左對(duì)微粒做正功,電勢(shì)能一定減小,C錯(cuò), 由能量守恒可知：電勢(shì)能減小，機(jī)械能一定增加，D對(duì)解題感悟：帶電體在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中，只要做直線運(yùn)動(dòng)，一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)（ v與B不平行）。若速度是變的，則洛侖茲力是變的，合力是變的，合力與速度不在一條直線上,就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)。如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，有一質(zhì)量為

8、m、電量為+q 的電荷從原點(diǎn)O沿y軸正方向以初速度v0出發(fā)，電荷重力不計(jì)?，F(xiàn)要求該電荷能通過(guò)P(a、-b).試設(shè)計(jì)在電荷運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)加上“電場(chǎng)”或“磁場(chǎng)”，并運(yùn)用物理知識(shí)求解處一種簡(jiǎn)單、常規(guī)的方案。（1）說(shuō)明電荷由O到P的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)并在圖中繪出電荷運(yùn)動(dòng)軌跡；（2）用必要的運(yùn)算說(shuō)明你設(shè)計(jì)的方案中相關(guān)物理量的表達(dá)式（用題設(shè)已知條件和有關(guān)常數(shù)） 017.物理之友07年電學(xué)綜合（一）17.P(a,-b)Oyxv0解：方案一：P(a,-b)Oyxv0在x軸上O 點(diǎn)固定一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷Q, 使電荷( m，q )在庫(kù)侖力作用下繞O 點(diǎn)從O到P作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R,電荷運(yùn)動(dòng)軌跡如圖示O由圖知由牛頓

9、第二定律得： 在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，使電荷（m，q）在洛倫茲力作用下繞O 點(diǎn)從O到P作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R,電荷運(yùn)動(dòng)軌跡如圖示電荷作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供 由圖知O方案二：P(a,-b)Oyxv0題目026. 07-08學(xué)年度徐州市六縣一區(qū)摸底考試1616（13分）如圖所示，在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸的下方有一場(chǎng)強(qiáng)為E的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。有一鉛板放置在y軸處，且與紙面垂直。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過(guò)加速電壓為U的電場(chǎng)加速，然后以垂直于鉛板的方向從A處沿直線穿過(guò)鉛板，而后從x軸上的D

10、處以與x軸正向夾角為60的方向進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加的區(qū)域，最后到達(dá)y軸上的C點(diǎn)。已知OD長(zhǎng)為l，求：（1）粒子經(jīng)過(guò)鉛板時(shí)損失了多少動(dòng)能？（2）粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度多大？Oyx600DBACv0E由動(dòng)能定理可知此帶電粒子穿過(guò)鉛板前的動(dòng)能根據(jù)得又由幾何知識(shí)可得（如圖）即故Oyx600DBACv0ER解：由于洛倫茲力不做功，帶電粒子穿過(guò)鉛板后的動(dòng)能因此粒子穿過(guò)鉛板后動(dòng)能的損失為（2）從D到C只有電場(chǎng)力對(duì)粒子做功，電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，根據(jù)動(dòng)能定理，有解得題目027.鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試1717（12分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O處有一放射源，向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于

11、紙面的帶電粒子。在放射源右邊有一很薄的擋板，擋板與xoy平面交線的兩端M、N與原點(diǎn)O正好構(gòu)成等腰直角三角形。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，速度為v，MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。xyOMNO（1）若在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)的粒子都能打到擋板MN上，則電場(chǎng)強(qiáng)度E0的最小值為多大？在電場(chǎng)強(qiáng)度為E0時(shí)，打到板上的粒子動(dòng)能為多大?（2）若在整個(gè)空間加一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要使板右側(cè)的MN連線上都有粒子打到，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能超過(guò)多少(用m、v、q、L表示)?若滿足此條件，放射源O向外發(fā)射出的所有帶電粒子中有幾分之幾能打在板的左邊? 由題意知，要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)粒子都

12、能打在MN板上，其臨界條件為：沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的粒子作類平拋運(yùn)動(dòng)，且落在M或N點(diǎn)。解式得由動(dòng)能定理知解式得解：題目由題意知，要使板右側(cè)的MN連線上都有粒子打到，粒子軌跡直徑的最小值為MN板的長(zhǎng)度L。v1v2xyOMNO放射源O發(fā)射出的粒子中，打在MN板上的粒子的臨界徑跡如圖所示。OM=ON，且OMONOO1OO2v1v2放射源O放射出的所有粒子中只有1/4打在MN板的左側(cè)O1v1v2xyOMNO2題目第2頁(yè)030.揚(yáng)州市07-08學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研試卷15 DU1U2v0vB15如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m =2.010-11kg，電荷量q = +1.010-5C的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止

13、開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U2=100V。金屬板長(zhǎng)L=20cm，兩板間距d = cm。求：（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0大?。唬?）微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角； （3）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D=10cm，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？（1）微粒在加速電場(chǎng)中由動(dòng)能定理得：解得 v0=1.0104m/s飛出電場(chǎng)時(shí)，速度偏轉(zhuǎn)角的正切為：解得 =30o （2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有： 解：（3）進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是：洛倫茲力提供向心力：由聯(lián)立得：所以，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

14、至少為0.346T。 軌跡如圖，由幾何關(guān)系有： 代入數(shù)據(jù)解得：DU1U2v0vBr題目 19（17分）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(guò)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(chǎng)區(qū)域（圖中未畫出磁場(chǎng)區(qū)域），粒子飛出磁場(chǎng)后垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入寬為L(zhǎng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向豎直向上。當(dāng)粒子穿出電場(chǎng)時(shí)速度大小變?yōu)樵瓉?lái)的 倍。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，重力不計(jì)。粒子進(jìn)入磁場(chǎng)前的速度如圖與水平方向成60角。試解答：（1）粒子帶什么電？（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí) 速度多大？（3）該最小的圓形磁場(chǎng)區(qū)域的 面積為多大？038.08年廣東佛山市教學(xué)

15、質(zhì)量檢測(cè)（一）19 EL解析： 本題考查帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的兩運(yùn)動(dòng)模型（勻速圓周運(yùn)動(dòng)與類平拋運(yùn)動(dòng)）及相關(guān)的綜合分析能力，以及空間想象的能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題能力。根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的情況和左手定則可知，粒子帶負(fù)電。由于洛侖茲力對(duì)粒子不做功,故粒子以原來(lái)的速率進(jìn)入電場(chǎng)中，設(shè)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)的初速度為v0，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)做類平拋運(yùn)動(dòng)，由題意知粒子離開電場(chǎng)時(shí)的末速度大小為將vt分解為平行于電場(chǎng)方向和垂直于電場(chǎng)方向的兩個(gè)分速度 , 由幾何關(guān)系知，聯(lián)立求解得： 題目（3）如圖所示，帶電粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力作為向心力，設(shè)在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為r，則：vtv0vy

16、ORv0Or由幾何知識(shí)可得：r=Rsin300 磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為S=r2 聯(lián)立求解得題目第2頁(yè)sunb33 sunbet sunbet官方網(wǎng) sunbet官方網(wǎng) sunb33 sunbet jor159fhl 不是善茬啊”洗完之后他拿給我一瓶藥，讓我?guī)退?，起初我還有點(diǎn)不好意思，但轉(zhuǎn)念又想，有什么不好意思的不就是個(gè)男人的背部嘛，我紅著臉幫他上藥，突然想到我也中招了，我摸摸背部，除了衣服被劃開了，什么事都沒(méi)有，可我當(dāng)時(shí)清晰地感覺(jué)到在流血了啊。山神看著我在摸自己的背說(shuō)：“發(fā)什么愣呢，趕緊上藥，你沒(méi)事，只要你拿著九眼天珠，就什么事都沒(méi)有?！蔽艺f(shuō)：“原來(lái)是這樣，九眼天珠這么厲害”山神說(shuō)：“厲害的

17、地方多著呢?！蔽艺f(shuō)：“這怎么回事，白顏什么時(shí)候假扮的你，他為什么想讓我殺了九尾?！鄙缴裾f(shuō)：“你個(gè)白癡，虧我們相處了那么久，有妖怪假扮我都不知道，那天我準(zhǔn)備帶你去我府邸看看地，可是突然有很強(qiáng)的法力把我的整個(gè)府邸罩住了，我出不來(lái)，別人也進(jìn)不去，那時(shí)我想他們的目標(biāo)可能就是你，從你出現(xiàn)在這座山的那一刻開始，我就知道，宿命又重新開始了，我不知道是應(yīng)龍還是九尾讓你出現(xiàn)在這里的，但我知道，你是下一任渡劫者，他選中了你，于是他們找到了你，而你要幫他們度過(guò)千劫?！蔽艺f(shuō)：“那白顏為什么要讓我殺了九尾”。山神說(shuō)：“你錯(cuò)了，他是讓你救九尾”。我說(shuō)：“那他拿給我劍，讓我殺了她”。山神說(shuō)：“不對(duì)，那把劍是九尾族族長(zhǎng)的劍，

18、用劍刺向別的妖怪或者不是族長(zhǎng)的九尾會(huì)死而刺向九尾族長(zhǎng)，無(wú)論族長(zhǎng)受到怎樣的困境都會(huì)的到解救，這是一種身份認(rèn)證。”我說(shuō)：“所以我放了九尾”。山神點(diǎn)點(diǎn)頭說(shuō)：“是的”。我又把白顏帶走我后發(fā)生的事情又說(shuō)了一遍。山神說(shuō)：“我沖出來(lái)后，正準(zhǔn)備去找你，卻在路上遇到了伏擊，我不知道偷襲我的是什么，連我都看不見(jiàn)，仿佛是透明的一樣。看來(lái)，白顏是想拖住我，然后讓你去就尋傳一族。”我說(shuō)：“尋傳，不是自己躲在大山內(nèi)部的嗎”。山神說(shuō)：“尋傳，確實(shí)逃到了這里，但盤古一族也追到了這里，我不知道他們?cè)趺凑f(shuō)服了應(yīng)龍，于是，應(yīng)龍，盤古一族將尋傳鎮(zhèn)壓在了大山內(nèi)部，永世不得離開。白顏是想讓你破壞那條玉脈，讓你救他們出去。”好吧，聽到這里有點(diǎn)亂，