物理课件：38带电粒子在复合场中的运动常考的2个问题.ppt

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1、第第8讲带电粒子在复合场讲带电粒子在复合场中的运动常考的中的运动常考的2个问题个问题(计算题计算题)考考情情报报告告主要题型：计算题难度档次：难度较大，考卷的高档题知识点多、综合性强，题意深邃，含有临界点，主要为多过程现象、也有多物体系统以定量计算为主，对解答表述要求较规范一般设置为或递进、或并列的23小问，各小问之间按难度梯度递增 高考热点 高高考考必必备备一、两种场的模型及三种场力1两种场模型(1)组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠(2)复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域科目三考试 科目3实际道路考试技巧、视频教程科

2、目四考试 科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试2三种场力(1)重力：Gmg，总是竖直向下，恒力，做功只取决于初末位置的高度差(2)电场力：FqE，方向与场强方向及电性有关，做功只取决于初末位置的电势差(3)洛伦兹力：F洛qvB(vB)，方向用左手定则判定，洛伦兹力永不做功二、电偏转与磁偏转的比较三、带电粒子的运动1匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力 时带电粒子做匀速直线运动，如速度选择器2匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与静电力 时，带电粒子可以在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动为零为零大小相等、方向相反大小相等、方向相反3较复杂的曲线运动当带电粒子所受的合外力是变

3、力，且与 方向不在同一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹不是圆弧，也不是抛物线4分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域情况发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶 初速度初速度状元微博 名师点睛1正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提 带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及初始速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析2灵活选用力学规律是解决问题的关键(1)当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解(2)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程

4、联立求解当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解(3)当带电粒子做类平抛运动时，要应用运动的合成与分解法常常考考问问题题带电粒子在组合场中的运动【例1】(2012山东理综，23)如图81甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示正反向电压的大小均为U0，周期为T0.在t0时刻将一个质量为m、电量为q(q0)的粒子由S1静止释放，甲乙甲乙图图81图图8 82 2(1)分析判断粒子的电性；(2)求带电粒子在磁场中运动

5、时速度v的大小；(3)求磁场的水平宽度d.1解决带电粒子在组合场中运动的一般思维模板思维模板2所用规律选择思路(1)带电粒子经过电场区域时利用动能定理或类平抛的知识分析；(2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理带电粒子在叠加复合场中的运动【例2】如图83所示的平行板之间，存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B10.20 T，方向垂直纸面向里，电场强度E11.0105 V/m，PQ为板间中线紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角AOy45，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B20.25 T，边界线的下方有水平向

6、右的匀强电场，电场强度E25.0105 V/m，在x轴上固定一水平的荧光屏一束带电荷量q8.01019 C、质量m8.01026 kg的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0，0.4 m)的Q点垂直y轴射入磁场区，最后打到水平的荧光屏上的位置C.求：图图8 83 3(1)离子在平行板间运动的速度大小；(2)离子打到荧光屏上的位置C的坐标；(3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足什么条件？图甲图甲答案(1)5.0105 m/s(2)0.6 m(3)B20.3 T教你审题 (2012广东揭阳联考)如图8

7、4所示，竖直平面内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E12 500 N/C，方向竖直向上；图图8 84 4磁感应强度B103 T，方向垂直纸面向外；有一质量m1102kg、电荷量q4105C的带正电小球自O点沿与水平线成45角以v04 m/s的速度射入复合场中，之后小球恰好从P点进入电场强度E22 500 N/C，方向水平向左的第二个匀强电场中不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)O点到P点的距离s1；(2)带电小球经过P点的正下方Q点时与P点的距离s2.借题发挥带电(体)粒子在复合场中的运动问题求解要点(1)受力分析是基础在受力分析时是否考虑重力必须注意题目条件(2)运动过程分析

8、是关键在运动过程分析中应注意物体做直线运动、曲线运动及圆周运动、类平抛运动的条件(3)构建物理模型是难点根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解易错警示1忽略带电体的重力导致错误带电体的重力是否忽略，关键看重力与其他力大小的关系比较，一般一些微观粒子如电子、质子、粒子等的重力忽略不计，而一些宏观带电体，如带电小球、带电液滴等重力不能忽略2不能挖掘出隐含条件导致错误带电粒子在复合场中的运动，往往会出现临界状态或隐含条件，应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，并根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解3混淆处理“磁偏转”和“电偏转”的

9、方法(1)粒子在恒力(如重力、电场力等)作用下的“电偏转”是类平抛运动，采用分解为匀速运动和匀加速运动来处理；(2)粒子在洛伦兹力作用下的“磁偏转”是匀速圆周运动，采用圆周运动规律结合几何关系来处理预测：带电粒子在组合场和复合场中的运动是高考命题的热点，往往综合考查牛顿运动定律、功能关系、圆周运动的规律等.2013高考压轴题的热点为带电粒子在交变复合场中的运动对策：特别提醒若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间，则在粒子穿越电场过程中，电场可看作粒子刚进入电场时刻的匀强电场计算题“弃车保帅”策略：计算题第25题为压轴大题，分值高达1819分，但是其中第(1)小题往往难度不大考生们可以根据自己的实际能力，适当放弃难度过高的(2)(3)小题，以免白白浪费大量宝贵时间，导致其他科目较易的考题来不及完成 图图85(1)t s时粒子速度的大小和方向；(2)s2 s内，粒子在磁场中做圆周运动的半径；(3)画出04 s内粒子的运动轨迹示意图；(要求：体现粒子的运动特点)读题(1)由图(乙)可知，在xOy平面内存在电场时，不存在磁场；存在磁场时，不存在电场且电场和磁场的变化周期相同；(2)带电粒子在电场中做类平抛运动；