通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)11.復(fù)合場(chǎng)的分類.磁場(chǎng)交替

(1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、________、重力場(chǎng)共存，或其中某兩個(gè)場(chǎng)共存. (2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊或在同一區(qū)域，電場(chǎng)、磁場(chǎng)________出現(xiàn).1.復(fù)合場(chǎng)的分類.磁場(chǎng)交替 (1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、______22.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類.(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力________時(shí)，將處于靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).為零電場(chǎng)力

(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng).

當(dāng)帶電粒子所受的重力與________大小相等、方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).2.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類.止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).為3(3)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).

當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在________________時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線.

(4)分階段運(yùn)動(dòng)：帶電粒子可能依次通過(guò)幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成.一條直線上(3)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng). 當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向4【基礎(chǔ)自測(cè)】1.判斷下列題目的正誤.))(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中不可能處于靜止?fàn)顟B(tài).((2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).((3)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中一定能做勻變速直線運(yùn)動(dòng).()(4)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受洛倫茲力情況下的直線運(yùn)動(dòng)一定為勻速直線運(yùn)動(dòng).()(5)帶電粒子只在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下不可能保持靜止.()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√【基礎(chǔ)自測(cè)】)(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中不可能處于靜止?fàn)顟B(tài).(5

2.(多選)一個(gè)帶電粒子(重力不計(jì))以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向向右射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，穿出電場(chǎng)后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.設(shè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行，如圖中的虛線所示.在圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是()ABCD 2.(多選)一個(gè)帶電粒子(重力不計(jì))以初速度v0垂直于6

解析：A、C選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，再進(jìn)入磁場(chǎng)后，A圖中粒子應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)，A正確；C圖中粒子應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；同理可以判斷B錯(cuò)誤，D正確.答案：AD 解析：A、C選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正答案7

3.兩質(zhì)量相同帶電油滴在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B正交的空間做豎直平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn))動(dòng)，如圖8-3-1所示.則兩油滴一定相同的是(

圖8-3-1①帶電性質(zhì)A.①②②運(yùn)動(dòng)周期B.①④

③運(yùn)動(dòng)半徑C.②③④④運(yùn)動(dòng)速率

D.①③④ 3.兩質(zhì)量相同帶電油滴在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙)8解析：根據(jù)mg＝qE，所以靜電力方向必須向上所以都帶正可得運(yùn)動(dòng)周期相同，②正確.故A正確.

答案：A解析：根據(jù)mg＝qE，所以靜電力方向必須向上所以都帶正可得9

4.(多選)如圖8-3-2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，一帶電微粒從a點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()圖8-3-2A.微粒一定帶負(fù)電C.微粒的電勢(shì)能一定增加B.微粒的動(dòng)能一定減小D.微粒的機(jī)械能一定增加 4.(多選)如圖8-3-2所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁10

解析：如圖D86，微粒進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿直線ab運(yùn)動(dòng)，則微粒受到的合力或者為零，或者合力方向在ab直線上(垂直于運(yùn)動(dòng)方向的合力仍為零).若微粒所受合力不為零，則必然做變速運(yùn)動(dòng)，由于速度的變化會(huì)導(dǎo)致洛倫茲力變化，則微粒在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的合力不再為零，微粒就不能沿直線運(yùn)動(dòng)，因此微粒所受合力只能為零而做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若微粒帶正電，則受力分析如下圖甲所示，合力不可能為零，故微粒一定帶負(fù)電，受力分析如圖乙所示，故A正確，B錯(cuò)誤；靜電力做正功，微粒電勢(shì)能減小，機(jī)械能增大，故C錯(cuò)誤，D正確. 解析：如圖D86，微粒進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿直線ab運(yùn)動(dòng)，則微11甲乙圖D86答案：AD甲乙圖D86答案：AD12熱點(diǎn)1帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

[熱點(diǎn)歸納] 1.帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是將粒子在電場(chǎng)中的加速與偏轉(zhuǎn)，跟磁偏轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)組合在一起，有效區(qū)別電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)，尋找兩種運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系和幾何關(guān)系是解題的關(guān)鍵.當(dāng)帶電粒子連續(xù)通過(guò)幾個(gè)不同的場(chǎng)區(qū)時(shí)，粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況也發(fā)生相應(yīng)的變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程則由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成.熱點(diǎn)1帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) [熱點(diǎn)歸納]13通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件142.“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較：2.“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較：15(續(xù)表)(續(xù)表)16(1)帶電粒子的比荷.

【典題1】(2020

年山東煙臺(tái)第一中學(xué)模擬)如圖8-3-3所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第二象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向沿y軸負(fù)方向.在第一、四象限內(nèi)有一個(gè)半徑為R的圓，圓心坐標(biāo)為(R，0)，圓內(nèi)有方向垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶正電的粒子(不計(jì)重力)，以速度為v0從第二象限的P點(diǎn)，沿平行于x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第四象限，速度方向與x軸正方向成30°，最后從Q點(diǎn)平行于y軸離開(kāi)磁場(chǎng)，已知P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為－2h.求：qm(1)帶電粒子的比荷. 【典題1】(2020年山17(2)圓內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.(3)帶電粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到從Q點(diǎn)射出磁場(chǎng)的總時(shí)間.

圖8-3-3解：(1)由水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)得2h＝v0t1，豎直向下的分速度vy＝v0tan30°，(2)圓內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.18粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖D87所示，圖D87由幾何關(guān)系得，粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r＝R，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖D87所示，圖D87由幾何關(guān)系得，粒子19由洛倫茲力提供向心力可知qvB＝T，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T＝，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1＝，mv2

r，解得B＝4Eh

v0R.(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2＝120°360°2πr

v2h

v0粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)t＝t1＋t2，

由洛倫茲力提供向心力可知qvB＝T，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期20通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件21圖8-3-4圖8-3-422

圖D88 圖D8823通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件24通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件25通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件26通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件27方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題28熱點(diǎn)2帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)[熱點(diǎn)歸納]1.三種場(chǎng)的比較.熱點(diǎn)2帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)[熱點(diǎn)歸納]29(續(xù)表)(續(xù)表)302.“三步”解決問(wèn)題.2.“三步”解決問(wèn)題.31

【典題2】(2020

年山東德州二模)如圖8-3-5所示，水平地面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，豎直放置的光滑絕緣圓弧軌道固定在地面上，軌道末端C點(diǎn)與圓心O的連線和豎直直徑的夾角為30°，軌道右側(cè)豎直虛線MN和PQ間還有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝20T.一帶電小球(看做質(zhì)點(diǎn))自最高點(diǎn)A水平向左進(jìn)入軌道，小球的質(zhì)量m＝0.3kg，帶電量q＝0.01C，小球沿著軌道圓周運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過(guò)程中，和軌道間的最小壓力FN＝(50－10)N，小球離開(kāi)軌道后立即進(jìn)入MN右側(cè)有磁場(chǎng)的區(qū)域，在MN和PQ間恰好做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至 【典題2】(2020年山東德州二模)如圖8-3-532和A點(diǎn)等高的D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間落在地面上.已知重力加速度g＝10m/s2，求：(1)小球運(yùn)動(dòng)至軌道末端C點(diǎn)時(shí)的速度大小.(2)圓弧軌道的半徑.(3)小球最后落地時(shí)的速度大小.圖8-3-5和A點(diǎn)等高的D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間落在地面33

解：(1)小球在MN和PQ間只能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且?guī)д?，沿著運(yùn)動(dòng)方向則有qEcos30°＝mgsin30°，垂直運(yùn)動(dòng)方向則有qvB＝qEsin30°＋mgcos30°，小球在磁場(chǎng)中的速度，即在軌道末端時(shí)的速度v＝10m/s.(2)小球在軌道上運(yùn)動(dòng)至等效最高點(diǎn)時(shí)，自等效最高點(diǎn)至等效最低點(diǎn)(C點(diǎn))時(shí)，

可得圓弧軌道的半徑R＝0.6m. 解：(1)小球在MN和PQ間只能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且34通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件35

【遷移拓展】(2020年安徽合肥三模)如圖8-3-6所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一、二象限內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，虛線是第二、四象限的角平分線，虛線的右上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B；第三、四象限有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，且E1＝E2.現(xiàn)有一電荷量為－q、質(zhì)量為m的帶電微粒由x軸上的P點(diǎn)(－L，0)，以大小為v0、方向與x軸正方向成45°角的速度射入第二象限，微粒沿直線運(yùn)動(dòng)到虛線上的Q點(diǎn)，然后進(jìn)入磁場(chǎng)，再?gòu)淖鴺?biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第三象限，最后打在y軸上的N點(diǎn)，已知重力加速度為g.求： 【遷移拓展】(2020年安徽合肥三模)如圖8-3-636(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小和磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.(2)微粒通過(guò)N點(diǎn)的位置坐標(biāo)和速度.(3)微粒從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間.圖8-3-6(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小和磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.圖37解得E1＝解：(1)由題意可知帶電微粒沿PQ做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知qE1＝mg，mgq.帶電微粒從Q到O的過(guò)程，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖D89，圖D89解得E1＝解：(1)由題意可知帶電微粒沿PQ做勻速直線38通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件39通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件40通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件41帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解決帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路：帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解決帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)42

【典題3】(2020

年山東濟(jì)南三模)如圖8-3-7甲所示，在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，第一象限存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在y軸左側(cè)有一個(gè)傾斜放置的平行板電容器MN，極板與y軸成60°；第四象限存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向與x軸負(fù)向成45°角.質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子從y軸上P點(diǎn)由靜止釋放，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從Q點(diǎn)射入第二象限，剛好緊貼N板平行于極板射入電容器.已知O、P間距離為

l，不計(jì)粒子重力，不考慮場(chǎng)的邊緣效應(yīng).求：(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小. 【典題3】(2020年山東濟(jì)南三模)如圖8-3-7甲43

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小. (3)粒子從Q點(diǎn)射入電容器開(kāi)始計(jì)時(shí)，在極板間加圖乙所示的交變電壓，U0、T為已知量；若粒子離開(kāi)極板時(shí)速度與Q點(diǎn)相同，那么極板長(zhǎng)度l′與極板間距d應(yīng)滿足的條件.甲乙圖8-3-7 (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.甲乙圖8-3-744定律qvB＝m，可得R＝解：(1)粒子在第四象限做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能

(2)粒子在第一象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)牛頓第二v2

mv

RqB，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖D90所示，圖D90定律qvB＝m，可得R＝解：(1)粒子在第四象限做45

(3)根據(jù)粒子在交變電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)逆向思維及其對(duì)稱性，可得

(3)根據(jù)粒子在交變電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)逆向思46方法技巧

(1)解決帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵要明確粒子在不同時(shí)間段內(nèi)、不同區(qū)域內(nèi)的受力特性，對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)情景、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)作出判斷.(2)這類問(wèn)題一般都具有周期性，在分析粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)，要注意粒子的運(yùn)動(dòng)周期、電場(chǎng)周期、磁場(chǎng)周期的關(guān)系.

(3)帶電粒子在交變電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)仍遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、動(dòng)能定理、能量守恒定律等力學(xué)規(guī)律，所以此類問(wèn)題的研究方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同.方法技巧 (1)解決帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，47

【觸類旁通】(2019年廣東深圳二模)如圖8-3-8甲所示，整個(gè)空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)(平行于紙面)，在同一水平線上的兩位置，以相同速率同時(shí)噴出質(zhì)量均為m的油滴a和b，帶電量為＋q的a水平向右，不帶電的b豎直向上.b上升高度為h時(shí)，到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)a恰好與它相碰，瞬間結(jié)合成油滴P.忽略空氣阻力，重力加速度為g.求：(1)油滴b豎直上升的時(shí)間及兩油滴噴出位置的距離.(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)及油滴a、b結(jié)合為P后瞬間的速度. 【觸類旁通】(2019年廣東深圳二模)如圖8-3-848

(3)若油滴P形成時(shí)恰位于某矩形區(qū)域邊界，取此時(shí)為t＝0時(shí)刻，同時(shí)在該矩形區(qū)域加一個(gè)垂直于紙面的周期性變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖乙所示，磁場(chǎng)變化周期為T0(垂直紙面向外為正)，已知P始終在矩形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，求矩形區(qū)域的最小面積.(忽略磁場(chǎng)突變的影響)甲乙圖8-3-8 (3)若油滴P形成時(shí)恰位于某矩形區(qū)域邊界，取此時(shí)為t49

解：(1)設(shè)油滴的噴出速率為v0，則對(duì)油滴b做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，有

解：(1)設(shè)油滴的噴出速率為v0，則對(duì)油滴b做豎直上50解得：a＝g，E＝2mg q，

設(shè)油滴的噴出速率為v0，結(jié)合前瞬間油滴a速度大小為va，方向向右上與水平方向夾角為θ，則

v0＝vacosθ，v0tanθ＝at0，

解得：a＝g，E＝2mg， 設(shè)油滴的噴出速率為v0，結(jié)合前51謝謝觀看！謝謝觀看！52

(3)因qE＝2mg，油滴P在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為r，周期為T，則

圖D91

即油滴P在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是兩個(gè)外切圓組成的“8”字形.

最小矩形的兩條邊長(zhǎng)分別為2r、4r(軌道如圖D91所示).最 (3)因qE＝2mg，油滴P在磁場(chǎng)中做勻速圖D9153第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)541.復(fù)合場(chǎng)的分類.磁場(chǎng)交替

(1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、________、重力場(chǎng)共存，或其中某兩個(gè)場(chǎng)共存. (2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊或在同一區(qū)域，電場(chǎng)、磁場(chǎng)________出現(xiàn).1.復(fù)合場(chǎng)的分類.磁場(chǎng)交替 (1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、______552.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類.(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力________時(shí)，將處于靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).為零電場(chǎng)力

(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng).

當(dāng)帶電粒子所受的重力與________大小相等、方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).2.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類.止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).為56(3)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).

當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在________________時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線.

(4)分階段運(yùn)動(dòng)：帶電粒子可能依次通過(guò)幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成.一條直線上(3)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng). 當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向57【基礎(chǔ)自測(cè)】1.判斷下列題目的正誤.))(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中不可能處于靜止?fàn)顟B(tài).((2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).((3)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中一定能做勻變速直線運(yùn)動(dòng).()(4)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受洛倫茲力情況下的直線運(yùn)動(dòng)一定為勻速直線運(yùn)動(dòng).()(5)帶電粒子只在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下不可能保持靜止.()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√【基礎(chǔ)自測(cè)】)(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中不可能處于靜止?fàn)顟B(tài).(58

2.(多選)一個(gè)帶電粒子(重力不計(jì))以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向向右射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，穿出電場(chǎng)后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.設(shè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行，如圖中的虛線所示.在圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是()ABCD 2.(多選)一個(gè)帶電粒子(重力不計(jì))以初速度v0垂直于59

解析：A、C選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，再進(jìn)入磁場(chǎng)后，A圖中粒子應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)，A正確；C圖中粒子應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤；同理可以判斷B錯(cuò)誤，D正確.答案：AD 解析：A、C選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正答案60

3.兩質(zhì)量相同帶電油滴在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B正交的空間做豎直平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn))動(dòng)，如圖8-3-1所示.則兩油滴一定相同的是(

圖8-3-1①帶電性質(zhì)A.①②②運(yùn)動(dòng)周期B.①④

③運(yùn)動(dòng)半徑C.②③④④運(yùn)動(dòng)速率

D.①③④ 3.兩質(zhì)量相同帶電油滴在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙)61解析：根據(jù)mg＝qE，所以靜電力方向必須向上所以都帶正可得運(yùn)動(dòng)周期相同，②正確.故A正確.

答案：A解析：根據(jù)mg＝qE，所以靜電力方向必須向上所以都帶正可得62

4.(多選)如圖8-3-2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，一帶電微粒從a點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()圖8-3-2A.微粒一定帶負(fù)電C.微粒的電勢(shì)能一定增加B.微粒的動(dòng)能一定減小D.微粒的機(jī)械能一定增加 4.(多選)如圖8-3-2所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁63

解析：如圖D86，微粒進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿直線ab運(yùn)動(dòng)，則微粒受到的合力或者為零，或者合力方向在ab直線上(垂直于運(yùn)動(dòng)方向的合力仍為零).若微粒所受合力不為零，則必然做變速運(yùn)動(dòng)，由于速度的變化會(huì)導(dǎo)致洛倫茲力變化，則微粒在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的合力不再為零，微粒就不能沿直線運(yùn)動(dòng)，因此微粒所受合力只能為零而做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若微粒帶正電，則受力分析如下圖甲所示，合力不可能為零，故微粒一定帶負(fù)電，受力分析如圖乙所示，故A正確，B錯(cuò)誤；靜電力做正功，微粒電勢(shì)能減小，機(jī)械能增大，故C錯(cuò)誤，D正確. 解析：如圖D86，微粒進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿直線ab運(yùn)動(dòng)，則微64甲乙圖D86答案：AD甲乙圖D86答案：AD65熱點(diǎn)1帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

[熱點(diǎn)歸納] 1.帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是將粒子在電場(chǎng)中的加速與偏轉(zhuǎn)，跟磁偏轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動(dòng)組合在一起，有效區(qū)別電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)，尋找兩種運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系和幾何關(guān)系是解題的關(guān)鍵.當(dāng)帶電粒子連續(xù)通過(guò)幾個(gè)不同的場(chǎng)區(qū)時(shí)，粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況也發(fā)生相應(yīng)的變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程則由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成.熱點(diǎn)1帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) [熱點(diǎn)歸納]66通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件672.“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較：2.“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較：68(續(xù)表)(續(xù)表)69(1)帶電粒子的比荷.

【典題1】(2020

年山東煙臺(tái)第一中學(xué)模擬)如圖8-3-3所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第二象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向沿y軸負(fù)方向.在第一、四象限內(nèi)有一個(gè)半徑為R的圓，圓心坐標(biāo)為(R，0)，圓內(nèi)有方向垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶正電的粒子(不計(jì)重力)，以速度為v0從第二象限的P點(diǎn)，沿平行于x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第四象限，速度方向與x軸正方向成30°，最后從Q點(diǎn)平行于y軸離開(kāi)磁場(chǎng)，已知P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為－2h.求：qm(1)帶電粒子的比荷. 【典題1】(2020年山70(2)圓內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.(3)帶電粒子從P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到從Q點(diǎn)射出磁場(chǎng)的總時(shí)間.

圖8-3-3解：(1)由水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)得2h＝v0t1，豎直向下的分速度vy＝v0tan30°，(2)圓內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.71粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖D87所示，圖D87由幾何關(guān)系得，粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r＝R，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖D87所示，圖D87由幾何關(guān)系得，粒子72由洛倫茲力提供向心力可知qvB＝T，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T＝，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1＝，mv2

r，解得B＝4Eh

v0R.(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2＝120°360°2πr

v2h

v0粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)t＝t1＋t2，

由洛倫茲力提供向心力可知qvB＝T，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期73通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件74圖8-3-4圖8-3-475

圖D88 圖D8876通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件77通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件78通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件79通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件80方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題81熱點(diǎn)2帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)[熱點(diǎn)歸納]1.三種場(chǎng)的比較.熱點(diǎn)2帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)[熱點(diǎn)歸納]82(續(xù)表)(續(xù)表)832.“三步”解決問(wèn)題.2.“三步”解決問(wèn)題.84

【典題2】(2020

年山東德州二模)如圖8-3-5所示，水平地面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，豎直放置的光滑絕緣圓弧軌道固定在地面上，軌道末端C點(diǎn)與圓心O的連線和豎直直徑的夾角為30°，軌道右側(cè)豎直虛線MN和PQ間還有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝20T.一帶電小球(看做質(zhì)點(diǎn))自最高點(diǎn)A水平向左進(jìn)入軌道，小球的質(zhì)量m＝0.3kg，帶電量q＝0.01C，小球沿著軌道圓周運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過(guò)程中，和軌道間的最小壓力FN＝(50－10)N，小球離開(kāi)軌道后立即進(jìn)入MN右側(cè)有磁場(chǎng)的區(qū)域，在MN和PQ間恰好做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至 【典題2】(2020年山東德州二模)如圖8-3-585和A點(diǎn)等高的D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間落在地面上.已知重力加速度g＝10m/s2，求：(1)小球運(yùn)動(dòng)至軌道末端C點(diǎn)時(shí)的速度大小.(2)圓弧軌道的半徑.(3)小球最后落地時(shí)的速度大小.圖8-3-5和A點(diǎn)等高的D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間落在地面86

解：(1)小球在MN和PQ間只能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且?guī)д?，沿著運(yùn)動(dòng)方向則有qEcos30°＝mgsin30°，垂直運(yùn)動(dòng)方向則有qvB＝qEsin30°＋mgcos30°，小球在磁場(chǎng)中的速度，即在軌道末端時(shí)的速度v＝10m/s.(2)小球在軌道上運(yùn)動(dòng)至等效最高點(diǎn)時(shí)，自等效最高點(diǎn)至等效最低點(diǎn)(C點(diǎn))時(shí)，

可得圓弧軌道的半徑R＝0.6m. 解：(1)小球在MN和PQ間只能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且87通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件88

【遷移拓展】(2020年安徽合肥三模)如圖8-3-6所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一、二象限內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，虛線是第二、四象限的角平分線，虛線的右上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B；第三、四象限有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，且E1＝E2.現(xiàn)有一電荷量為－q、質(zhì)量為m的帶電微粒由x軸上的P點(diǎn)(－L，0)，以大小為v0、方向與x軸正方向成45°角的速度射入第二象限，微粒沿直線運(yùn)動(dòng)到虛線上的Q點(diǎn)，然后進(jìn)入磁場(chǎng)，再?gòu)淖鴺?biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入第三象限，最后打在y軸上的N點(diǎn)，已知重力加速度為g.求： 【遷移拓展】(2020年安徽合肥三模)如圖8-3-689(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小和磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.(2)微粒通過(guò)N點(diǎn)的位置坐標(biāo)和速度.(3)微粒從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間.圖8-3-6(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小和磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.圖90解得E1＝解：(1)由題意可知帶電微粒沿PQ做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知qE1＝mg，mgq.帶電微粒從Q到O的過(guò)程，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖D89，圖D89解得E1＝解：(1)由題意可知帶電微粒沿PQ做勻速直線91通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件92通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件93通用版2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題八磁場(chǎng)第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件94帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解決帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路：帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解決帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)95

【典題3】(2020

年山東濟(jì)南三模)如圖8-3-7甲所示，在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，第一象限存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在y軸左側(cè)有一個(gè)傾斜放置的平行板電容器MN，極板與y軸成60°；第四象限存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向與x軸負(fù)向成45°角.質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子從y軸上P點(diǎn)由靜止釋放，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從Q點(diǎn)射入第二象限，剛好緊貼N板平行于極板射入電容器.已知O、P間距離為

l，不計(jì)粒子重力，不考慮場(chǎng)的邊緣效應(yīng).求：(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小. 【典題3】(2020年山東濟(jì)南三模)如圖8-3-7甲96

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小. (3)粒子從Q點(diǎn)射入電容器開(kāi)始計(jì)時(shí)，在極板間加圖乙所示的交變電壓，U0、T為已知量；若粒子離開(kāi)極板時(shí)速度與Q點(diǎn)相同，那么極板長(zhǎng)度l′與極板間距d應(yīng)滿足的條件.甲乙圖8-3-7 (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.甲乙圖8-3-797定律qvB＝m，可得R＝解：(1)粒子在第四象限做勻