高考物理總復(fù)習(xí)第10單元磁場(chǎng)專題8帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

專題8帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)熱點(diǎn)題型探究

教師備用習(xí)題熱點(diǎn)一帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類熱點(diǎn)題型探究運(yùn)動(dòng)分類運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)

當(dāng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中所受合外力為零時(shí),將處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)勻速圓周運(yùn)動(dòng)

當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小相等、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)熱點(diǎn)題型探究運(yùn)動(dòng)分類運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)一般的曲線運(yùn)動(dòng)

當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化,且與初速度方向不在同一條直線上時(shí),粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng),這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧,也不是拋物線分階段運(yùn)動(dòng)

帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的疊加場(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)過程由幾個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)階段組成考向一

重力場(chǎng)+磁場(chǎng)例1

[2021·天津一中期末]如圖所示,一個(gè)帶正電的小球沿光滑的水平絕緣桌面向右運(yùn)動(dòng),速度的方向垂直于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),小球飛離桌子邊緣進(jìn)入磁場(chǎng),最后落到地板上,設(shè)其飛行時(shí)間為t1,水平射程為x1,落地動(dòng)能為Ek1,落地速率為v1.撤去磁場(chǎng),其余條件不變,小球飛行時(shí)間為t2,水平射程為x2,落地動(dòng)能為Ek2,落地速率為v2.不計(jì)空氣阻力,則(

)A.t1<t2B.x1>x2C.v1<v2D.Ek1>Ek2熱點(diǎn)題型探究B熱點(diǎn)題型探究[解析]

有磁場(chǎng)時(shí),小球下落過程中要受重力和洛倫茲力共同作用,重力方向豎直向下,大小和方向都不變,洛倫茲力的大小和方向都隨速度的變化而變化,但在能落到地板的前提下,洛倫茲力的方向跟速度方向垂直,其水平分力水平向右,豎直分力豎直向上,小球豎直方向的加速度仍向下,但小于重力加速度g,從而使運(yùn)動(dòng)時(shí)間比撤去磁場(chǎng)后要長(zhǎng),即t1>t2;小球在水平方向上也做加速運(yùn)動(dòng),從而使水平射程比撤去磁場(chǎng)后要大,即x1>x2;有磁場(chǎng)時(shí),在重力和洛倫茲力共同作用下,洛倫茲力的方向每時(shí)每刻都跟速度方向垂直,不對(duì)小球做功,不改變小球的動(dòng)能,有磁場(chǎng)和無磁場(chǎng)都只有重力做功,動(dòng)能的增加是相同的;有磁場(chǎng)和無磁場(chǎng),小球落地時(shí)速度方向并不相同,但速度的大小是相等的,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.

熱點(diǎn)題型探究AD

熱點(diǎn)題型探究

熱點(diǎn)題型探究ABD

熱點(diǎn)題型探究關(guān)于是否考慮粒子重力的三種情況(1)對(duì)于微觀粒子,如電子、質(zhì)子、離子等,因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與靜電力或磁場(chǎng)力相比太小,可以忽略;而對(duì)于一些宏觀物體,如帶電小球、液滴、塵埃等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力.(2)在題目中有明確說明是否要考慮重力的,按題目要求處理.(3)不能直接判斷是否要考慮重力的,在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí),要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定是否要考慮重力.熱點(diǎn)題型探究要點(diǎn)總結(jié)熱點(diǎn)二有約束環(huán)境的疊加場(chǎng)問題熱點(diǎn)題型探究

帶電體在疊加場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下,除受場(chǎng)力外,還受彈力、摩擦力作用,常見的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況,并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn),運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果.

ACD熱點(diǎn)題型探究

熱點(diǎn)題型探究若qv0B<2mg,支持力垂直于桿斜向上,摩擦力沿桿斜向上,小球做減速運(yùn)動(dòng),速度減小,洛倫茲力減小,支持力增大,摩擦力增大,加速度增大,直到速度減為零,C正確.熱點(diǎn)題型探究變式

(多選)如圖所示,半圓形光滑絕緣軌道固定在豎直平面內(nèi),O點(diǎn)為其圓心,P點(diǎn)為軌道最低點(diǎn),兩個(gè)端點(diǎn)M、N與O點(diǎn)等高,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直.現(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的小球自M點(diǎn)由靜止釋放,它將沿軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是(

)A.小球由M到N與由N到M所經(jīng)歷的時(shí)間相等B.小球由M到P與由N到P過程中重力對(duì)小球做的功相等,但洛倫茲力做的功不等C.小球由M到P與由N到P過程中所受合外力的沖量大小相等D.小球經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是相等的AC熱點(diǎn)題型探究[解析]

小球所受的洛倫茲力與速度方向垂直,不做功,軌道光滑沒有摩擦力,小球只受重力作用,機(jī)械能守恒,故小球由M到N與由N到M所經(jīng)歷的時(shí)間相等,A正確;小球由M到P與由N到P過程中重力對(duì)小球做的功相等,小球所受的洛倫茲力與速度方向垂直,不做功,B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)量定理Ft=mΔv和A選項(xiàng)可知,小球機(jī)械能守恒,故小球由M到P與由N到P過程中速度變化量大小相等,所以在此過程中所受合外力的沖量大小相等,C正確;熱點(diǎn)題型探究

熱點(diǎn)題型探究裝置原理圖規(guī)律速度選擇器

磁流體發(fā)電機(jī)

熱點(diǎn)三帶電粒子在疊加場(chǎng)中的科技應(yīng)用熱點(diǎn)題型探究裝置原理圖規(guī)律電磁流量計(jì)

霍爾元件

當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí),導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差熱點(diǎn)題型探究熱點(diǎn)題型探究

D熱點(diǎn)題型探究[解析]

當(dāng)粒子所受的洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡時(shí),粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)通過該區(qū)域,有qvB=qE,解得E=Bv.若粒子帶正電,則受到向下的洛倫茲力,電場(chǎng)方向應(yīng)該向上;若粒子帶負(fù)電,則受到向上的洛倫茲力,電場(chǎng)方向仍應(yīng)向上,故D正確.

C熱點(diǎn)題型探究

熱點(diǎn)題型探究熱點(diǎn)題型探究考向三

電磁流量計(jì)例7

[2022·唐山一中月考]現(xiàn)代病毒研究實(shí)驗(yàn)室通常都有廢水檢測(cè)排放系統(tǒng),其原理如圖所示.當(dāng)含有新冠病毒(帶正、負(fù)離子)的廢水從排水管右側(cè)流入時(shí),給排水管加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),下列說法正確的是(

)A.N點(diǎn)的電勢(shì)高于M點(diǎn)的電勢(shì)B.M點(diǎn)的電勢(shì)高于N點(diǎn)的電勢(shì)C.M、N兩點(diǎn)電勢(shì)差越大,廢水的流動(dòng)速度越慢D.所加磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,廢水的流動(dòng)速度越慢A熱點(diǎn)題型探究

熱點(diǎn)題型探究考向四

霍爾元件例8

[2019·天津卷]筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件.當(dāng)顯示屏開啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件,電腦正常工作;當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件,屏幕熄滅,電腦進(jìn)入休眠狀態(tài).如圖所示,一塊寬為a、長(zhǎng)為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件,元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子,通入方向向右的電流時(shí),電子的定向移動(dòng)速度為v.當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U,以此控制屏幕的熄滅,熱點(diǎn)題型探究

D

熱點(diǎn)題型探究復(fù)合場(chǎng)的科技應(yīng)用以忽略重力為前提,電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力動(dòng)態(tài)平衡,要深刻理解平衡原理.電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向、電荷電性、入射方向任何一個(gè)因素發(fā)生變化,即可導(dǎo)致結(jié)果發(fā)生變化,切記不可盲目套用.建模點(diǎn)撥1.[2021·紹興三模]利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件,廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域.自行車速度計(jì)就是利用霍爾元件工作的,在自行車的前輪上安裝一塊磁鐵,輪子每轉(zhuǎn)一周,磁鐵就靠近霍爾傳感器一次,產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓,測(cè)出某段時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù),就可以得出自行車的速度.若自行車前輪的半徑為R,磁鐵到軸的距離為r,下列說法正確的是(

)A.若霍爾元件材料使用的是鋅(載流子帶正電),通入如圖甲所示的虛線方向電流后,C端電勢(shì)高于D端電勢(shì)B.當(dāng)磁鐵從如圖乙所示的位置逐漸靠近霍爾傳感器的過程中,C、D間的電壓越來越大C.若自行車騎行過程中單位時(shí)間測(cè)得的脈沖數(shù)為N,則此時(shí)騎行速度為2πNrD.由于前輪漏氣,導(dǎo)致前輪實(shí)際半徑比錄入到速度計(jì)中的參數(shù)小,則速度計(jì)測(cè)得的騎行速度偏小B教師備用習(xí)題

教師備用習(xí)題

教師備用習(xí)題2.將平行板電容器、滑動(dòng)變阻器、電源按如圖所示連接.若平行板電容器內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一電子束沿垂直于電場(chǎng)線與磁感線方向,從左側(cè)入射后偏向A極板,為了使電子束沿入射方向做直線運(yùn)動(dòng),可采取的方法是(

)A.只將變阻器滑片P向b端滑動(dòng)B.只將電子的入射速度適當(dāng)增大C.只將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度適當(dāng)減小D.只將極板間距離適當(dāng)減小B教師備用習(xí)題[解析]電子帶負(fù)電,它進(jìn)入平行板電容器后,受向下的洛倫茲力,向上的電場(chǎng)力,但是題中說電子偏向上極板,則說明F電>F洛,故要使電子束沿入射方向做直線運(yùn)動(dòng),需要增大洛倫茲力或者減小電場(chǎng)力;只將變阻器滑片P向b端滑動(dòng),使變阻器接入電路的電阻變大,但穩(wěn)定時(shí)電路始終是斷開的,沒有電流,變阻器兩端是沒有電壓的,所以極板間電壓與電源的電動(dòng)勢(shì)有關(guān),電源電動(dòng)勢(shì)不變,極板間電壓不變,電場(chǎng)強(qiáng)度也不變,電子受到的電場(chǎng)力不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.教師備用習(xí)題根據(jù)F洛=Bqv可知,若只將電子的入射速度v適當(dāng)增大,則會(huì)增大電子受到的洛倫茲力,可能使電子受力平衡從而做直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;只將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度適當(dāng)減小會(huì)使洛倫茲力變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只將極板間距離適當(dāng)減小,則會(huì)增大極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度,電場(chǎng)力變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.教師備用習(xí)題

教師備用習(xí)題ACD

教師備用習(xí)題

教師備用習(xí)題4.

武漢病毒研究所是我國(guó)防護(hù)等級(jí)最高的P4實(shí)驗(yàn)室,在該實(shí)驗(yàn)室中有一種污水流量計(jì),其原理可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示模型:污水內(nèi)含有大量正、負(fù)離子,從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入,左側(cè)流出,流量值Q等于單位時(shí)間通過橫截面的液體的體積.空間有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),下列說法正確的是(

)A.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大時(shí),污水流速將增大B.當(dāng)污水中離子濃度升高時(shí),M、N兩點(diǎn)電壓將增大C.只需要測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B