教育精品:2019届高三第二轮复习专题四(第9讲).ppt
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1、2019届高三物理第二轮复习届高三物理第二轮复习课件制作讲授:邵阳市二中课件制作讲授:邵阳市二中 谭伟卿谭伟卿考点一考点一带电带电粒子在粒子在电场电场中的运中的运动动1.1.带电带电粒子在粒子在电场电场中直中直线线运运动动的分析方法:的分析方法:2.2.分析分析带电带电粒子在匀粒子在匀强强电场电场中偏中偏转转的两个关的两个关键键:条件分析条件分析不不计计重力,且重力,且带电带电粒子的初速度粒子的初速度v v0 0与与电场电场方向垂直,方向垂直,则带电则带电粒子粒子将在将在电场电场中只受中只受电场电场力作用做力作用做类类平抛运平抛运动动运运动动分析分析一般用分解的思想来一般用分解的思想来处处理,
2、即将理,即将带电带电粒子的运粒子的运动动分解分解为为沿沿电场电场力力方向上的匀加速直方向上的匀加速直线线运运动动和垂直和垂直电场电场力方向上的匀速直力方向上的匀速直线线运运动动3.3.带电带电粒子在粒子在电场电场中运中运动动的两个的两个结论结论:(1)(1)不同的不同的带电带电粒子从静止开始粒子从静止开始经过经过同一同一电场电场加速后再加速后再从同一偏从同一偏转电场转电场射出射出时时的偏的偏转转角度角度总总是相同的。是相同的。(2)(2)粒子粒子经电场经电场偏偏转转后,合速度的反向延后,合速度的反向延长线长线与初速度与初速度延延长线长线的交点的交点O O为为粒子水平位移的中点。粒子水平位移的中
3、点。【新新题题速速训训】1.(1.(多多选选)如如图图所示,一所示,一带电带电荷量荷量为为q q的的带电带电粒子以一定的初速度由粒子以一定的初速度由P P点射入匀点射入匀强强电场电场,入射方向与,入射方向与电电场线场线垂直。粒子从垂直。粒子从Q Q点射出点射出电场时电场时,其速度方向与,其速度方向与电场线电场线成成3030角。已知匀角。已知匀强强电场电场的的宽宽度度为为d d,P P、Q Q两点的两点的电势电势差差为为U U,不,不计计重力作用,重力作用,设设P P点的点的电势为电势为零。零。则则下列下列说说法正法正确的是确的是()A.A.带电带电粒子在粒子在Q Q点的点的电势电势能能为为-U
4、qUqB.B.带电带电粒子粒子带负电带负电C.C.此匀此匀强强电场电场的的电场电场强强度大小度大小为为 D.D.此匀此匀强强电场电场的的电场电场强强度大小度大小为为 2.2.如如图图所示,所示,xOyxOy为竖为竖直平面内的直角坐直平面内的直角坐标标系,空系,空间间存存在着沿在着沿x x轴轴正方向的匀正方向的匀强强电场电场。一。一带带正正电电小球,小球,质质量量为为m m,电电量量为为q q,将其从,将其从O O点由静止点由静止释释放,小球在第四象限放,小球在第四象限内沿与内沿与x x轴轴成成4545的直的直线线运运动动。重力加速度。重力加速度为为g g。(1)(1)求求电场电场强强度大小。度
5、大小。(2)(2)若小球从若小球从O O点以速度点以速度v v0 0进进入第一象限,方向与入第一象限,方向与x x轴轴成成4545角。求小球再次角。求小球再次经过经过x x轴时轴时,距,距O O点的距离。点的距离。答案:答案:【加固加固训练训练】1.(1.(多多选选)高高压电场压电场干燥中干燥中药药技技术术基本原理基本原理图图如如图图所示,在大所示,在大导导体板体板MNMN上上铺铺一薄一薄层层中中药药材,材,针针状状电电极极O O和平板和平板电电极极MNMN之之间间加上高加上高压压直流直流电电源,其源,其间产间产生生强强非非匀匀强强电场电场E E;水分子是极性分子,可以看成棒状;水分子是极性分
6、子,可以看成棒状带电带电体,体,一端一端带带正正电电,另一端,另一端带带等量等量负电负电;水分子在;水分子在电场电场力的作力的作用下会加速从中用下会加速从中药药材中分离出去,在鼓材中分离出去,在鼓风风机的作用下机的作用下飞飞离离电场电场区域从而加速干燥。如区域从而加速干燥。如图图所示虚所示虚线线ABCD ABCD 是某一水是某一水分子从分子从A A处处由静止开始的运由静止开始的运动轨动轨迹,迹,则则下列下列说说法正确的是法正确的是()A.A.水分子在水分子在B B点点时时,水分子,水分子带带正正电电一端受到的一端受到的电场电场力与力与带负电带负电荷一端受到荷一端受到电场电场力大小不相等力大小不
7、相等B.B.水分子沿水分子沿轨轨迹迹ABCDABCD运运动过动过程中程中电场电场力始力始终终做正功做正功C.C.水分子沿水分子沿轨轨迹迹ABCDABCD运运动过动过程中程中电势电势能先减少后增加能先减少后增加D.D.如果把高如果把高压压直流直流电电源的正源的正负负极反接,水分子从极反接,水分子从A A处处开开始将向下运始将向下运动动ACAC2.2.中国科学家中国科学家20152015年年1010月宣布中国将在月宣布中国将在20202020年开始建造年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人世界上最大的粒子加速器。加速器是人类类揭示物揭示物质质本源本源的关的关键设备键设备,在放射治,在放射治疗
8、疗、食品安全、材料科学等方面、食品安全、材料科学等方面有广泛有广泛应应用。如用。如图图所示,某直所示,某直线线加速器由沿加速器由沿轴线轴线分布的分布的一系列金属一系列金属圆圆管管(漂移管漂移管)组组成,相成,相邻邻漂移管分漂移管分别别接在高接在高频频脉冲脉冲电电源的两极。源的两极。质质子从子从K K点沿点沿轴线进轴线进入加速器并依次入加速器并依次向右穿向右穿过过各漂移管,在漂移管内做匀速直各漂移管,在漂移管内做匀速直线线运运动动,在漂,在漂移管移管间间被被电场电场加速,加速加速,加速电压视为电压视为不不变变。设质设质子子进进入漂入漂移管移管B B时时速度速度为为8 810106 6 m/sm/
9、s,进进入漂移管入漂移管E E时时速度速度为为1 110107 7 m/sm/s,电电源源频频率率为为1 110107 7 Hz Hz,漂移管,漂移管间缝间缝隙很小,隙很小,质质子在每个管内运子在每个管内运动时间视为电动时间视为电源周期的源周期的质质子的荷子的荷质质比取比取1 110108 8 C/kg C/kg。求:。求:(1)(1)漂移管漂移管B B的的长长度。度。(2)(2)相相邻邻漂移管漂移管间间的加速的加速电压电压。答案:答案:(1)0.4 m(1)0.4 m(2)6(2)610104 4 V V考点二考点二带电带电粒子在磁粒子在磁场场中的运中的运动动带电带电粒子在匀粒子在匀强强磁磁
10、场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动的解的解题题步步骤骤 【加固加固训练训练】1.1.如如图图所示,直角三角形所示,直角三角形ABCABC区域中存在区域中存在一匀一匀强强磁磁场场,磁感,磁感应应强强度度为为B B,已知,已知ABAB边长为边长为L L,C=30C=30,比荷均,比荷均为为 的的带带正正电电粒子粒子(不不计计重力重力)以不以不同的速率从同的速率从A A点沿点沿ABAB方向射入磁方向射入磁场场,则则()A.A.粒子速度越大,在磁粒子速度越大,在磁场场中运中运动动的的时间时间越短越短B.B.粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动的最的最长时间为长时间为 C.C.粒子速度越大,在磁粒子速度越
11、大,在磁场场中运中运动动的路程越短的路程越短D.D.粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动的最的最长长路程路程为为 B B2.2.粗糙粗糙绝缘绝缘水平面上垂直穿水平面上垂直穿过过两根两根长长直直导线导线,俯,俯视图视图如如图图所示,两根所示,两根导线导线中通有相同的中通有相同的电电流,流,电电流方向垂直流方向垂直纸纸面向里。水平面上一面向里。水平面上一带电带电滑滑块块(电电性未知性未知)以某一初速度以某一初速度v v沿两沿两导线连线导线连线的中垂的中垂线线入射,运入射,运动过动过程中滑程中滑块块始始终终未脱未脱离水平面。下列离水平面。下列说说法正确的是法正确的是()A.A.滑滑块块可能做加速直可能做
12、加速直线线运运动动B.B.滑滑块块可能做匀速直可能做匀速直线线运运动动C.C.滑滑块块可能做曲可能做曲线线运运动动D.D.滑滑块块一定做减速运一定做减速运动动D D考点三考点三带电带电粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动的的临临界、极界、极值问题值问题临临界、极界、极值问题值问题求解的求解的“两种思路、两种方法两种思路、两种方法”【典例典例4 4】如如图图所示,所示,x x轴轴上方存在垂直上方存在垂直纸纸面向外的匀面向外的匀强强磁磁场场,坐,坐标标原点原点处处有一正离子源,有一正离子源,单单位位时间时间在在xOyxOy平面平面内内发发射射n n0 0个速率个速率为为v v的离子,分布在的离子,分布
13、在y y轴轴两两侧侧各各为为的范的范围围内。在内。在x x轴轴上放置上放置长长度度为为L L的离子收集板,其右端点距的离子收集板,其右端点距坐坐标标原点的距离原点的距离为为2L2L,当磁感,当磁感应应强强度度为为B B0 0时时,沿,沿y y轴轴正方正方向入射的离子,恰好打在收集板的右端点。不向入射的离子,恰好打在收集板的右端点。不计计重力,重力,不考不考虑虑离子离子间间的碰撞和相互作用,不的碰撞和相互作用,不计计离子在磁离子在磁场场中运中运动动的的时间时间。(1)(1)求离子的比荷求离子的比荷 (2)(2)当磁感当磁感应应强强度度为为B B0 0时时,若,若发发射的射的离子能被收集板全部收集
14、,求离子能被收集板全部收集,求须满须满足的条件。足的条件。(3)(3)若若=45=45,且假,且假设设离子到达离子到达x x轴轴上上时时沿沿x x轴轴均匀分布。均匀分布。为为使离子不能被收集板所收集,求磁感使离子不能被收集板所收集,求磁感应应强强度度B B应满应满足足的条件的条件(用用B B0 0表示表示)。若磁感若磁感应应强强度度B B的取的取值值范范围为围为B B0 0B2BB2B0 0,求,求单单位位时间时间内收集板收集到的离子数内收集板收集到的离子数n n与与B B之之间间的关系的关系(用用B B0 0、n n0 0表示表示)。【探究突破探究突破】(1)(1)沿沿y y轴轴正方向入射的
15、离子,恰好打在收集板的右端点,正方向入射的离子,恰好打在收集板的右端点,其运其运动轨动轨迹半径是多大?迹半径是多大?提示:提示:离子的运动轨迹为半圆,故轨迹半径为离子的运动轨迹为半圆,故轨迹半径为L L。(2)(2)离子全部被收集,当以最大角离子全部被收集,当以最大角入射入射时时,离子将在,离子将在收集板的什么位置被收集?画出运收集板的什么位置被收集?画出运动轨动轨迹。迹。提示:提示:离子将在收集板的最左侧被收集。运动轨迹如离子将在收集板的最左侧被收集。运动轨迹如图所示。图所示。(3)(3)离子不被收集板收集,离子离子不被收集板收集,离子经过经过x x轴轴的区域范的区域范围围是什么是什么?提示
16、:提示:离子经过离子经过x x轴的区域范围是轴的区域范围是0 xL0 x2Lx2L。【解析解析】(1)(1)由牛顿第二定律得:由牛顿第二定律得:由几何关系得:由几何关系得:R=LR=L解得:解得:(2)(2)如图如图1 1所示,当以最大角所示,当以最大角m m入射时,则有:入射时,则有:2Rcos 2Rcos m m=L=L解得:解得:发射的离子能被收集板全部收集,则:发射的离子能被收集板全部收集,则:(3)(3)设收集板恰好收集不到离子时,离子的轨迹半径设收集板恰好收集不到离子时,离子的轨迹半径为为R R1 1,对应的磁感应强度为,对应的磁感应强度为B B1 1,如图,如图2 2中中所示,则
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