《高考備考指南 物理 》課件-能力課　帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

磁場(chǎng)第九章

能力課帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)欄目導(dǎo)航01知識(shí)

梳理查漏02題點(diǎn)

各個(gè)擊破03配套訓(xùn)練知識(shí)梳理查漏1知識(shí)一

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例1.質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：質(zhì)譜儀由粒子源、________、__________和照相底片等構(gòu)成，如圖所示.

加速電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

交流相等

磁感應(yīng)強(qiáng)度B

半徑R無關(guān)易錯(cuò)辨析

這兩個(gè)實(shí)例都應(yīng)用了帶電粒子在電場(chǎng)中加速，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(勻速圓周運(yùn)動(dòng))的原理.(電場(chǎng)加速，磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn))

非磁性材料

qE

4.霍爾效應(yīng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體.當(dāng)_____________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)了________，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差.其原理如圖所示.

磁場(chǎng)方向電勢(shì)差

內(nèi)能正極BLv

垂直速度

Eq=qvB題點(diǎn)各個(gè)擊破2命題點(diǎn)一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)［師生共研類］

1.帶電粒子在疊加場(chǎng)中無約束情況下的運(yùn)動(dòng)(1)磁場(chǎng)力、重力并存：①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng).②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電粒子做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng).因洛倫茲力不做功，故機(jī)械能守恒.(2)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存(不計(jì)重力的微觀粒子)：①若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng).②若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電粒子做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng).因洛倫茲力不做功，可用動(dòng)能定理求解.(3)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存：①若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止.②若重力與電場(chǎng)力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng).③若合力不為零且與速度方向不垂直，做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng).因洛倫茲力不做功，可用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解.2.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，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.

BD

【解析】小球帶正電時(shí)，在劣弧QN中點(diǎn)處合力做功最多，動(dòng)能最大，洛倫茲力最大，A錯(cuò)誤.由點(diǎn)Р到點(diǎn)M電場(chǎng)力做負(fù)功最多，M點(diǎn)電勢(shì)能最大，機(jī)械能最小，B正確.小球帶負(fù)電時(shí)，在劣弧MN中點(diǎn)處合力做功最多，動(dòng)能最大，C錯(cuò)誤.根據(jù)能量守恒，帶負(fù)電的小球釋放后到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為零，之后恰好返回到出發(fā)點(diǎn)P，D正確.1.CT掃描是計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡(jiǎn)稱，CT掃描機(jī)可用于對(duì)多種病情的探測(cè).圖甲是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖，其中X射線發(fā)生部分的示意圖如圖乙所示.圖乙中M、N之間有一電子束的加速電場(chǎng)，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng).經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實(shí)線所示的方向前進(jìn)打到靶上并產(chǎn)生X射線(如圖中帶箭頭的虛線所示).將電子束打到靶上的點(diǎn)記為P點(diǎn)，則()A.M處的電勢(shì)高于N處的電勢(shì)B.增大M、N之間的加速電壓可使P點(diǎn)左移C.偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外D.增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點(diǎn)左移D

(1)求金屬板間電勢(shì)差U；(2)求粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與射入磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角θ；(3)僅改變圓形磁場(chǎng)區(qū)域的位置，使粒子仍從圖中O'點(diǎn)射入磁場(chǎng)，且在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng).定性畫出粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡及相應(yīng)的弦，標(biāo)出改變后的圓形磁場(chǎng)區(qū)域的圓心M.

命題點(diǎn)二質(zhì)譜儀和回旋加速器［師生共研類］

分析帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的思路

D

C

C

命題點(diǎn)三考查電磁流量計(jì)、磁流體發(fā)電機(jī)等新科技［師生共研類］

例3

(2021年河北卷)如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1.一束速度大小為v的等離子體垂直于磁場(chǎng)噴入板間，相距為L(zhǎng)的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ，兩導(dǎo)軌分別與P、Q相連，質(zhì)量為m電阻為R的金屬棒ab

垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止.重力加速度為g，不計(jì)導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力.

B

1.(多選)某省啟動(dòng)“263”專項(xiàng)行動(dòng)打響碧水藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn).暗訪組在某化工廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)，測(cè)量管由絕緣材料制成，其長(zhǎng)為L(zhǎng)，直徑為D，左右兩端開口，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面a、c固定有金屬板作為電極.污水充滿管口從左向右流經(jīng)測(cè)量管時(shí)，a、c兩端電壓為U，顯示儀器顯示污水流量Q(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積).則()A.a側(cè)電勢(shì)比c側(cè)電勢(shì)