高考物理二輪復(fù)習(xí)專題課件帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

專題

帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2024年·高考二輪復(fù)習(xí)考向二帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考向一帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考向三帶電粒子在立體空間的運(yùn)動(dòng)考情分析命題規(guī)律及方法指導(dǎo)1.命題重點(diǎn)：本專題就是高考的熱點(diǎn)，一是帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)組合場(chǎng)（非交疊）中的運(yùn)動(dòng)分析，二是帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。復(fù)合場(chǎng)除了是二維的，也可以是立體空間的。試題背景除了普通電場(chǎng)、磁場(chǎng)的混合，還可以是質(zhì)譜儀、速度選擇器、回旋加速器、霍爾元件等現(xiàn)代科技器件，因此要關(guān)注現(xiàn)代科技前沿。2.常用方法：等效重力法、配速法、立體空間圖形降維法。3.?？碱}型：選擇題，計(jì)算題。命題預(yù)測(cè)1.本專題屬于熱點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容；2.高考命題考察方向①帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)；帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)的疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。②常見電學(xué)儀器：質(zhì)譜儀、回旋加速器、速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、霍爾效應(yīng)及霍爾元件?？记榉治鰧W(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，明確帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡；2.運(yùn)用合成與分解的思想，分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題；3.靈活運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)和動(dòng)量觀點(diǎn)，解決帶電粒子在電磁場(chǎng)中的多過程問題。1．B12345張瑔張皓然趙潤(rùn)初武帥廷合作探究考向一帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)若帶電粒子在磁場(chǎng)中所受合力不會(huì)零,則粒子的速度會(huì)改變,洛倫茲力也會(huì)隨著變化,合力也會(huì)跟著變化,則粒子做一般曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)比較麻煩,此時(shí),我們可以把初速度分解成兩個(gè)分速度,使其一個(gè)分速度對(duì)應(yīng)的洛倫茲力與重力(或電場(chǎng)力,或重力和電場(chǎng)力的合力)平衡,另一個(gè)分速度對(duì)應(yīng)的洛倫茲力使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這樣一個(gè)復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)就可以分解分兩個(gè)比較常見的運(yùn)動(dòng),這種方法叫配速法。qEf洛=BqvvvEf洛=Bqv

問題思考：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向左，帶電粒子在xoy豎直平面內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，粒子受三力力平衡，可用力的合成與分解。(2)小球做直線運(yùn)動(dòng)的條件為洛倫茲力與電場(chǎng)力和重力的合力為一對(duì)平衡力。電場(chǎng)力與重力合力最大值為2mg,最小為0，運(yùn)用極值的思想。(3)粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力和重力的合力豎直向下，引入沿x軸正方向的速度vx,使產(chǎn)生的洛倫茲力與電場(chǎng)力和重力的合力平衡，同時(shí)沿x軸負(fù)方向大小為vx速度產(chǎn)生豎直向下的洛倫茲力，運(yùn)用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理求出距x軸的最大距離。如本題可拆解成以下幾個(gè)過程：解題建?？枷蛞粠щ娏Ｗ釉诏B加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題一般做勻速直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)（軌跡為旋輪線），會(huì)運(yùn)用到配速法和動(dòng)量定理（洛倫茲力的沖量等于動(dòng)量的變化）。(1)粒子在y>0空間一側(cè)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類斜拋運(yùn)動(dòng)?？捎眠\(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法來解決。考向二帶電粒子在組合場(chǎng)、立體空間中的運(yùn)動(dòng)如本題可拆解成以下幾個(gè)過程：(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后速度在xoy平面內(nèi)，與磁場(chǎng)B垂直，可用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的觀點(diǎn)來解決，將速度分解到x軸正方向和y軸負(fù)方向，在xoz平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在y軸負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)在xoz平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在y軸負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，螺旋運(yùn)動(dòng)。(1)粒子在區(qū)域Ⅰ，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如本題可拆解成以下幾個(gè)過程：(2)粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ、Ⅳ中在xoz平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，再次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ再次做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，速度所在平面與電場(chǎng)強(qiáng)度垂直，在區(qū)域Ⅱ中粒子的運(yùn)動(dòng)分解成在xoz平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沿y軸正方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，粒子螺旋上升，再次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題一般具有多過程的特點(diǎn)，解決此問題常采用以粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡為主線，將多過程拆解成一個(gè)個(gè)單過程，然后針對(duì)每個(gè)過程來研究受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，經(jīng)常用到運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法