高考物理一輪總復(fù)習(xí)第八章磁場第4節(jié)課時2帶電粒子在復(fù)合場中的運動：帶電粒子在組合場中的運動問題課件魯科

熱點突破：帶電粒子在復(fù)合場（含組合場）中的運動問題1.熱點透析2.典例剖析3.規(guī)律方法4.跟蹤訓(xùn)練第八章磁場5.真題演練熱點突破：1.熱點透析2.典例剖析3.規(guī)律方法4.跟蹤訓(xùn)練第一、熱點透析1.熱點透析一、熱點透析1.熱點透析疑點詮釋?題型特點

復(fù)習(xí)指導(dǎo)1.電場、磁場或重力場依次出現(xiàn)：空間上(或時間)上先后出現(xiàn),磁場或電場與無場區(qū)交替出現(xiàn)相組合的場等.2.運動形式：勻速運動、勻變速直線運動、類平拋運動、圓周運動等,涉及牛頓運動定律、功能關(guān)系等知識的應(yīng)用.1.掌握帶電粒子的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的條件、運動性質(zhì)，會應(yīng)用牛頓運動定律分析研究，掌握研究電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的方法，熟練處理類平拋運動和圓周運動．2.會按時間或空間的先后順序?qū)\動進(jìn)行分析，分析運動速度的前后關(guān)聯(lián)、空間距離關(guān)系、運動時間等信息.帶電粒子在組合場中的運動問題疑點詮釋?題型特點復(fù)習(xí)指導(dǎo)1.電場、磁場或重力場依次出現(xiàn)：“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較圓弧拋物線“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較圓弧拋物線二、典例剖析2.典例剖析二、典例剖析2.典例剖析【例3】如圖示的平面直角坐標(biāo)系xOy,在第Ⅰ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Ⅳ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(jìn)入第Ⅳ象限,又經(jīng)過磁場從y軸上的某點進(jìn)入第Ⅲ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)電場強度E的大小；(2)粒子到達(dá)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。轉(zhuǎn)解析【例3】如圖示的平面直角坐標(biāo)系xOy,在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題【備選】(2013·山東卷，23)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E.一帶電量為＋q、質(zhì)量為m的粒子,自y軸上的P點沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點進(jìn)入第一象限,隨即撤去電場,以后僅保留磁場.已知OP＝d，OQ＝2d.不計粒子重力.審題指導(dǎo)(3)磁感應(yīng)強度改變后,要再次經(jīng)過Q點,粒子在第一象限、第二象限、第三象限內(nèi)做什么運動？撤去電場后在第四象限內(nèi)做什么運動？(2)粒子進(jìn)入磁場后做什么運動?畫出粒子在磁場中的運動軌跡,由幾何關(guān)系,求粒子運動半徑,然后再求B0.(1)帶電粒子在電場中做什么運動？如何確定粒子在Q點的速度大小和方向？vθv轉(zhuǎn)解析(1)求粒子過Q點時速度的大小和方向.(2)若磁感應(yīng)強度的大小為一確定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求B0.(3)若磁感應(yīng)強度的大小為另一確定值,經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點,且速度與第一次過Q點時相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點所用的時間.【備選】(2013·山東卷，23)如圖所示，在坐標(biāo)系x轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法“3步”突破帶電粒子在組合場中的運動問題規(guī)律方法第1步：分階段（分過程）按照時間順序和進(jìn)入不同的區(qū)域分成幾個不同的階段；第2步：受力和運動分析，主要涉及兩種典型運動，如下：組合場中兩種典型的偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)粒子垂直于電場線進(jìn)入勻強電場粒子垂直于磁感線進(jìn)入勻強磁場類平拋運動勻速圓周運動第3步：用規(guī)律磁偏轉(zhuǎn)勻速圓周運動定圓心畫軌跡圓周運動公式、牛頓定律以及幾何知識電偏轉(zhuǎn)類平拋運動常規(guī)分解法功能關(guān)系抓住聯(lián)系兩個場的紐帶——速度“3步”突破帶電粒子在組合場中的運動問題規(guī)律方法第1步：分階轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)原題平移答案轉(zhuǎn)原題平移四、跟蹤訓(xùn)練4.跟蹤訓(xùn)練四、跟蹤訓(xùn)練4.跟蹤訓(xùn)練【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，xOy為空間直角坐標(biāo)系，PQ與y軸正方向成θ＝30°角．在第四象限和第一象限的xOQ區(qū)域存在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在POy區(qū)域存在足夠大的勻強電場，電場方向與PQ平行，一個帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m的帶電粒子從－y軸上的A(0，－L)點，平行于x軸方向射入勻強磁場，離開磁場時速度方向恰與PQ垂直，粒子在勻強電場中經(jīng)時間t后再次經(jīng)過x軸，粒子重力忽略不計．求：(1)從粒子開始進(jìn)入磁場到剛進(jìn)入電場的時間t′；(2)勻強電場的電場強度E的大?。?/p>

注意分析整個過程中,電荷在各區(qū)域的受力情況、運動規(guī)律及空間的幾何關(guān)系.轉(zhuǎn)解析【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，xOy為空間直角坐標(biāo)系，PQ與y軸轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域Ⅰ存在垂直紙面向外的勻強磁場，條形區(qū)域Ⅱ(含Ⅰ、Ⅱ區(qū)域分界面)存在水平向右的勻強電場，電場強度為E，磁場和電場寬度均為L且足夠長，M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板．現(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場，入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行，質(zhì)子束由兩部分組成，一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子，另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子，當(dāng)Ⅰ區(qū)中磁場較強時，M板出現(xiàn)兩個亮斑，緩慢改變磁場強弱，直至亮斑相繼消失為止，此時觀察到N板有兩個亮斑．已知質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計質(zhì)子重力和相互作用力，求：(1)此時Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強度；(2)到達(dá)N板下方亮斑的質(zhì)子在磁場中運動的時間；(3)N板兩個亮斑之間的距離．轉(zhuǎn)解析【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域Ⅰ存在垂直紙面向外的轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題五、真題演練5.真題演練五、真題演練5.真題演練【真題】(2012·課標(biāo)，25)如圖所示，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面)．在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域，在圓上的b點離開該區(qū)域，離開時速度方向與直線垂直．圓心O到直線的距離為3R/5．現(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區(qū)域，也在b點離開該區(qū)域．若磁感應(yīng)強度大小為B，不計重力，求電場強度的大小．

審題導(dǎo)析1.分析電荷運動軌跡的特點，求出電荷運動半徑.2.明確此過程電荷的運動類型，應(yīng)用對應(yīng)規(guī)律列方程，結(jié)合第一個過程的規(guī)律解答問題.vO’轉(zhuǎn)解析【真題】(2012·課標(biāo)，25)如圖所示，一半徑為R轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題【真題】(2014·海南卷，14)如圖所示，在x軸上方存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外；在x軸下方存在勻強電場，電場方向與xOy平面平行，且與x軸成45°夾角。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q＞0)的粒子以速度v0從y軸上P點沿y軸正方向射出，一段時間后進(jìn)入電場，進(jìn)入電場時的速度方向與電場方向相反；又經(jīng)過一段時間T0，磁場方向變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶?，大小不變，不計重力?1)求粒子從P點出發(fā)至第一次到達(dá)x軸時所需的時間；(2)若要使粒子能夠回到P點，求電場強度的最大值。轉(zhuǎn)解析【真題】(2014·海南卷，14)如圖所示，在x軸上方存在勻轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題熱點突破：帶電粒子在復(fù)合場（含組合場）中的運動問題1.熱點透析2.典例剖析3.規(guī)律方法4.跟蹤訓(xùn)練第八章磁場5.真題演練熱點突破：1.熱點透析2.典例剖析3.規(guī)律方法4.跟蹤訓(xùn)練第一、熱點透析1.熱點透析一、熱點透析1.熱點透析疑點詮釋?題型特點

復(fù)習(xí)指導(dǎo)1.電場、磁場或重力場依次出現(xiàn)：空間上(或時間)上先后出現(xiàn),磁場或電場與無場區(qū)交替出現(xiàn)相組合的場等.2.運動形式：勻速運動、勻變速直線運動、類平拋運動、圓周運動等,涉及牛頓運動定律、功能關(guān)系等知識的應(yīng)用.1.掌握帶電粒子的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的條件、運動性質(zhì)，會應(yīng)用牛頓運動定律分析研究，掌握研究電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的方法，熟練處理類平拋運動和圓周運動．2.會按時間或空間的先后順序?qū)\動進(jìn)行分析，分析運動速度的前后關(guān)聯(lián)、空間距離關(guān)系、運動時間等信息.帶電粒子在組合場中的運動問題疑點詮釋?題型特點復(fù)習(xí)指導(dǎo)1.電場、磁場或重力場依次出現(xiàn)：“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較圓弧拋物線“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較圓弧拋物線二、典例剖析2.典例剖析二、典例剖析2.典例剖析【例3】如圖示的平面直角坐標(biāo)系xOy,在第Ⅰ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Ⅳ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(jìn)入第Ⅳ象限,又經(jīng)過磁場從y軸上的某點進(jìn)入第Ⅲ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)電場強度E的大??；(2)粒子到達(dá)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。轉(zhuǎn)解析【例3】如圖示的平面直角坐標(biāo)系xOy,在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題【備選】(2013·山東卷，23)如圖所示，在坐標(biāo)系xOy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強磁場，磁場方向垂直于xOy平面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E.一帶電量為＋q、質(zhì)量為m的粒子,自y軸上的P點沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點進(jìn)入第一象限,隨即撤去電場,以后僅保留磁場.已知OP＝d，OQ＝2d.不計粒子重力.審題指導(dǎo)(3)磁感應(yīng)強度改變后,要再次經(jīng)過Q點,粒子在第一象限、第二象限、第三象限內(nèi)做什么運動？撤去電場后在第四象限內(nèi)做什么運動？(2)粒子進(jìn)入磁場后做什么運動?畫出粒子在磁場中的運動軌跡,由幾何關(guān)系,求粒子運動半徑,然后再求B0.(1)帶電粒子在電場中做什么運動？如何確定粒子在Q點的速度大小和方向？vθv轉(zhuǎn)解析(1)求粒子過Q點時速度的大小和方向.(2)若磁感應(yīng)強度的大小為一確定值B0，粒子將以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限,求B0.(3)若磁感應(yīng)強度的大小為另一確定值,經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點,且速度與第一次過Q點時相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點所用的時間.【備選】(2013·山東卷，23)如圖所示，在坐標(biāo)系x轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法“3步”突破帶電粒子在組合場中的運動問題規(guī)律方法第1步：分階段（分過程）按照時間順序和進(jìn)入不同的區(qū)域分成幾個不同的階段；第2步：受力和運動分析，主要涉及兩種典型運動，如下：組合場中兩種典型的偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)粒子垂直于電場線進(jìn)入勻強電場粒子垂直于磁感線進(jìn)入勻強磁場類平拋運動勻速圓周運動第3步：用規(guī)律磁偏轉(zhuǎn)勻速圓周運動定圓心畫軌跡圓周運動公式、牛頓定律以及幾何知識電偏轉(zhuǎn)類平拋運動常規(guī)分解法功能關(guān)系抓住聯(lián)系兩個場的紐帶——速度“3步”突破帶電粒子在組合場中的運動問題規(guī)律方法第1步：分階轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)原題平移答案轉(zhuǎn)原題平移四、跟蹤訓(xùn)練4.跟蹤訓(xùn)練四、跟蹤訓(xùn)練4.跟蹤訓(xùn)練【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，xOy為空間直角坐標(biāo)系，PQ與y軸正方向成θ＝30°角．在第四象限和第一象限的xOQ區(qū)域存在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在POy區(qū)域存在足夠大的勻強電場，電場方向與PQ平行，一個帶電荷量為＋q，質(zhì)量為m的帶電粒子從－y軸上的A(0，－L)點，平行于x軸方向射入勻強磁場，離開磁場時速度方向恰與PQ垂直，粒子在勻強電場中經(jīng)時間t后再次經(jīng)過x軸，粒子重力忽略不計．求：(1)從粒子開始進(jìn)入磁場到剛進(jìn)入電場的時間t′；(2)勻強電場的電場強度E的大?。?/p>

注意分析整個過程中,電荷在各區(qū)域的受力情況、運動規(guī)律及空間的幾何關(guān)系.轉(zhuǎn)解析【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，xOy為空間直角坐標(biāo)系，PQ與y軸轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域Ⅰ存在垂直紙面向外的勻強磁場，條形區(qū)域Ⅱ(含Ⅰ、Ⅱ區(qū)域分界面)存在水平向右的勻強電場，電場強度為E，磁場和電場寬度均為L且足夠長，M、N為涂有熒光物質(zhì)的豎直板．現(xiàn)有一束質(zhì)子從A處連續(xù)不斷地射入磁場，入射方向與M板成60°夾角且與紙面平行，質(zhì)子束由兩部分組成，一部分為速度大小為v的低速質(zhì)子，另一部分為速度大小為3v的高速質(zhì)子，當(dāng)Ⅰ區(qū)中磁場較強時，M板出現(xiàn)兩個亮斑，緩慢改變磁場強弱，直至亮斑相繼消失為止，此時觀察到N板有兩個亮斑．已知質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計質(zhì)子重力和相互作用力，求：(1)此時Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強度；(2)到達(dá)N板下方亮斑的質(zhì)子在磁場中運動的時間；(3)N板兩個亮斑之間的距離．轉(zhuǎn)解析【跟蹤訓(xùn)練】如圖示，真空室內(nèi)豎直條形區(qū)域Ⅰ存在垂直紙面向外的轉(zhuǎn)原題轉(zhuǎn)原題五、真題演練5.真題演練五、真題演練5.真題演練【真題】(2012·課標(biāo)，25)