帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版_第1頁
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文檔簡介

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!第2講帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!【答案】

A

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D

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AD

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!【解析】

(1)帶電微粒做類平拋運(yùn)動(dòng)把速度v分解如圖所示.

v0=vcos30°=2.6×104m/s

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!【答案】

A

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!【答案】

A

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!1.復(fù)合場(chǎng)模型:電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)(或其中兩種場(chǎng))并存于同一區(qū)域的情況.2.運(yùn)動(dòng)情況分析帶電粒子在混合場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合起來進(jìn)行分析.(1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí),做勻速直線運(yùn)動(dòng)(如速度選擇器).(2)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力等值反向,洛倫茲力提供向心力時(shí),帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!

(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(qiáng)磁場(chǎng)的圓心O1在x軸上,OO1距離等于半圓磁場(chǎng)的半徑,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1.虛線MN平行x軸且與半圓相切于P點(diǎn).在MN上方是正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為E,方向沿x軸負(fù)向,磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)O射入第Ⅰ象限,其中沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子經(jīng)過P點(diǎn)射入MN后,恰好在正交的電磁場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng),粒子質(zhì)量為m,電荷量為q(粒子重力不計(jì)).(1)求粒子初速度大小和有界半圓磁場(chǎng)的半徑;(2)若撤去磁場(chǎng)B2,求經(jīng)過P點(diǎn)射入電場(chǎng)的粒子從y軸出電場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo);(3)試證明:題中所有從原點(diǎn)O進(jìn)入第Ⅰ象限的粒子都能在正交的電磁場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng).帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!【答案】

D

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!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(qiáng)磁場(chǎng).將噴墨打印機(jī)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(chǎng)區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng);進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域后,最終垂直打在下板的M點(diǎn).(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(qiáng)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(dá)下板M點(diǎn),應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B′,則B′的大小為多少?帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!【答案】

B

帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!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(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),運(yùn)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(fù)電,N帶正電B.M的速率小于N的速率C.洛倫茲力對(duì)M、N做正功D.M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!2.(2012·北京高考)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子,僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).將該粒子的運(yùn)動(dòng)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(qiáng)度成正比帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!3.(2012·太原模擬)如圖4-2-4所示,兩個(gè)橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圓的直徑和正方形的邊長相等,兩個(gè)電子以相同的速度分別飛入兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直,進(jìn)入圓形磁場(chǎng)的電子初速度方向?qū)?zhǔn)圓心;進(jìn)入正方形磁場(chǎng)的電子初速度方向垂直于邊界,從中點(diǎn)進(jìn)入.則下面判斷正確的是(

)A.兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),其半徑一定相同B.兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相同C.進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子一定先飛離磁場(chǎng)D.進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子一定不會(huì)后飛離磁場(chǎng)帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!1.組合場(chǎng)模型:電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)(或其中兩種場(chǎng))并存,但各位于一定區(qū)域,并且互不重疊的情況.2.三種場(chǎng)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(chǎng)力F=qE,方向與場(chǎng)強(qiáng)方向及電性有關(guān),做功只取決于初末位置的電勢(shì)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.帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!如圖4-2-5所示,直線OA與y軸成θ=30°角,在AOy范圍內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在AOx范圍內(nèi)有一個(gè)矩形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng).該磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)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(diǎn)以速度v0垂直于y軸進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),并以速度v=3×104m/s垂直穿過直線OA,運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過矩形磁場(chǎng)區(qū)域后,最終又垂直穿過x軸.不計(jì)微粒重力,求:(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)帶電微粒進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度v0多大;(2)帶電微粒在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;(3)畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡圖并求出最小矩形磁場(chǎng)區(qū)域的長和寬.帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!【答案】

(1)2.6×104m/s

(2)0.3m(3)圖見解析0.6m

0.56m帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!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(shì)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(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的M、N兩點(diǎn)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增大而減小帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!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(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)加速后射出.設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,若忽略質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速時(shí)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(yùn)行時(shí)間將變短B.如果只增大交變電壓U,則電荷的最大動(dòng)能會(huì)變大C.質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)越多,其最大動(dòng)能越大D.質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期是交流電源的周期的兩倍帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!3.受力分析及解題觀點(diǎn)(1)帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題是電磁學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)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(chǎng)力、洛倫茲力.(2)帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,除了利用力學(xué)即動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)來分析外,還要注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用特點(diǎn),如電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān),洛倫茲力方向始終和運(yùn)動(dòng)速度方向垂直永不做功等.帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!(3)證明:設(shè)從O點(diǎn)入射的任一粒子進(jìn)入B1磁場(chǎng)時(shí),速度方向與x軸成θ角,粒子出B1磁場(chǎng)與半圓磁場(chǎng)邊界交于Q點(diǎn),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(diǎn)出磁場(chǎng)速度與O2Q垂直,即與x軸垂直,所以垂直進(jìn)入MN邊界.進(jìn)入正交電磁場(chǎng)E、B2中都有qv0B2=Eq,故粒子做直線運(yùn)動(dòng).(5分)【答案】

見規(guī)范解答帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!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(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)區(qū)域(

)【解析】

對(duì)帶正電的小球進(jìn)行受力分析可知只有在選項(xiàng)B所示的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域其所受洛倫茲力、重力、電場(chǎng)力可以平衡,故選B.【答案】

B帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共49頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,共4

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