2020年高考物理一轮复习专题八第3讲带电粒子在复合场中的运动.ppt
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1、第3讲带电粒子在复合场中的运动,1.复合场的分类(1)叠加场:电场、_、重力场共存,或其中某两个,场共存.,磁场,交替,(2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠或在同一区域,电场、磁场_出现.,2.带电粒子在复合场中的运动分类,(1)静止或匀速直线运动,为零,重力,当带电粒子在复合场中所受合外力_时,将处于静止或做匀速直线运动状态.,(2)匀速圆周运动,电场力,洛伦兹力,当带电粒子所受的_与_大小相等、方向相反时,带电粒子在_的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动.,(3)非匀变速曲线运动,当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上时,粒子做
2、非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线.,【基础自测】1.(多选)一个带电粒子(重力不计)以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在图所示的几种情况中,可能出现,的是(,),A,B,C,D,解析:A、C选项中粒子在电场中向下偏转,所以粒子带正电,再进入磁场后,A图中粒子应逆时针转,A正确;C图中粒子应顺时针转,C错误;同理可以判断B错误,D正确.,答案:AD,2.如图8-3-1所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,匀强电场的方向竖直向下,有一正离子恰能以速率v
3、沿直线从左向右,水平飞越此区域.下列说法正确的是(,),A.若一电子以速率v从右向左飞入,则该电子将沿直线运动B.若一电子以速率v从右向左飞入,则,该电子将向上偏转,图8-3-1,C.若一电子以速率v从右向左飞入,则该电子将向下偏转D.若一电子以速率v从左向右飞入,则该电子将向下偏转,解析:正离子以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域,则有:qvBEq.即:vBE,若一电子的速率v从左向右飞入此区域时,也必有evBEe.电子沿直线运动.而电子以速率v从,右向左飞入时,电子所受的电场力和洛伦兹力均向上,电子将向上偏转,B正确,A、C、D错误.,答案:B,3.两质量相同带电油滴在竖直向上的匀强电场E
4、和垂直纸面向里的匀强磁场B正交的空间做竖直平面内的匀速圆周运,),动,如图8-3-2所示.则两油滴一定相同的是(图8-3-2,运动周期,运动速率,带电性质A.C.,运动半径B.D.,答案:A,4.(多选)如图8-3-3所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动,下列说法中,正确的是(,),图8-3-3,A.微粒一定带负电C.微粒的电势能一定增加,B.微粒的动能一定减小D.微粒的机械能一定增加,解析:如图D59,微粒进入场区后沿直线ab运动,则微粒受到的合力或者为零,或者合力方向在ab直线上(垂直于运动方向
5、的合力仍为零).若微粒所受合力不为零,则必然做变速运动,由于速度的变化会导致洛伦兹力变化,则微粒在垂直于运动方向上的合力不再为零,微粒就不能沿直线运动,因此微粒所受合力只能为零而做匀速直线运动;若微粒带正电,则受力分析如下图甲所示,合力不可能为零,故微粒一定带负电,受力分析如图乙所示,A正确,B错误;静电力做正功,微粒电势能减小,机械能增大,C错误,D正确.,甲,乙,图D59,答案:AD,热点1,带电粒子在组合场中的运动,热点归纳1.带电粒子在电场和磁场的组合场中运动,实际上是将粒子在电场中的加速与偏转,跟磁偏转两种运动组合在一起,有效区别电偏转和磁偏转,寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关
6、键.当带电粒子连续通过几个不同的场区时,粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化,其运动过程则由几种不同的运动阶段组成.,2.“电偏转”和“磁偏转”的比较:,(续表),【典题1】(2018年新课标卷)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图8-3-4所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条形区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行.一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N
7、点沿y轴正方向射出.不计重力.,图8-3-4,(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹.(2)求该粒子从M点射入时速度的大小.,(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹,解:(1)粒子运动的轨迹如图8-3-5所示.(粒子在电场中的轨迹为抛物线,在磁场中为圆弧,上下对称).,图8-3-5,图8-3-6,(2)粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动.设粒子从M点射入时速度的大小为v0,在下侧电场中运动的时间为t,加速度的大小为a;粒子进入磁场的速度大小为v,方向与电场方向的夹角为(见图8-3-6),速度沿电场方向的分量为v1,根据牛顿第二定律有,qEma,式中q和m分别为粒子的电
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