2014高考物理一轮复习课件-带电粒子在复合场中的运动概要.ppt
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1、1第第3讲带电粒子在复合场中的运动讲带电粒子在复合场中的运动2(多选多选)(2013高邮市摸底试题高邮市摸底试题)如如图图831所所示,一示,一带电带电小球在一正交小球在一正交电场电场、磁、磁场场区域里做区域里做匀速匀速圆圆周运周运动动,电场电场方向方向竖竖直向下,磁直向下,磁场场方向方向垂直垂直纸纸面向里,面向里,则则下列下列说说法正确的是法正确的是 ()复合场复合场【思维驱动思维驱动】图图8313A小球一定小球一定带带正正电电B小球一定小球一定带负电带负电C小球的小球的绕绕行方向行方向为顺时针为顺时针D改改变变小球的速度大小,小球将不做小球的速度大小,小球将不做圆圆周运周运动动解析解析由于
2、小球做匀速圆周运动,有由于小球做匀速圆周运动,有qEmg,电场力方向,电场力方向竖直向上,所以小球一定带负电,故竖直向上,所以小球一定带负电,故A错、错、B正确;洛伦兹正确;洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力,由左手定则可判定小球力提供小球做圆周运动的向心力,由左手定则可判定小球绕行方向为顺时针,故绕行方向为顺时针,故C正确;改变小球速度大小,小球仍正确;改变小球速度大小,小球仍做圆周运动,做圆周运动,D正确正确答案答案BC4复合复合场场是指是指电场电场、_和重力和重力场场并存,或其中某两并存,或其中某两场场并存,并存,或分区域存在从或分区域存在从场场的复合形式上一般可分的复合形式上一般可分为
3、为如下四种情如下四种情况:况:相相邻场邻场;重叠重叠场场;交替交替场场;交交变场变场【知识存盘知识存盘】磁磁场场5(单选单选)(2013龙岩检测龙岩检测)如如图图832所示,所示,空空间间存在相互垂直的匀存在相互垂直的匀强强电场电场和匀和匀强强磁磁场场,电场电场的方向的方向竖竖直向下,磁直向下,磁场场方向垂直方向垂直纸纸面面向里,一向里,一带电带电油滴油滴P恰好恰好处处于静止状于静止状态态,则则下列下列说说法正确的是法正确的是 ()带电粒子在复合场中的运动分类带电粒子在复合场中的运动分类【思维驱动思维驱动】图图832A若若仅仅撤去磁撤去磁场场,P可能做匀加速直可能做匀加速直线线运运动动B若若仅
4、仅撤去撤去电场电场,P可能做匀加速直可能做匀加速直线线运运动动C若若给给P一初速度,一初速度,P不可能做匀速直不可能做匀速直线线运运动动D若若给给P一初速度,一初速度,P可能做匀速可能做匀速圆圆周运周运动动6解析解析P处于静止状态,带负电荷,处于静止状态,带负电荷,mgqE,若仅撤去磁,若仅撤去磁场,场,P仍静止,仍静止,A错;仅撤去电场,错;仅撤去电场,P向下加速,同时受到向下加速,同时受到洛伦兹力,将做复杂的曲线运动,洛伦兹力,将做复杂的曲线运动,B错;给错;给P一初速度,垂一初速度,垂直磁场方向,因直磁场方向,因mgqE,P只受洛伦兹力作用,将做匀速只受洛伦兹力作用,将做匀速圆周运动,圆
5、周运动,C错、错、D对对答案答案D71静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动:当:当带电带电粒子在复合粒子在复合场场中所受合外力中所受合外力为为零零时时,将,将处处于于_状状态态或做或做_ 2匀速圆周运动匀速圆周运动:当:当带电带电粒子所受的重力与粒子所受的重力与电场电场力大小力大小_,方向,方向_时时,带电带电粒子在洛粒子在洛伦兹伦兹力的作用下,在垂直于匀力的作用下,在垂直于匀强强磁磁场场的平面内做的平面内做_运运动动3一般的曲线运动一般的曲线运动:当:当带电带电粒子所受合外力的大小和方向均粒子所受合外力的大小和方向均变变化,且与初速度方向不在同一条直化,且与初速度方向不在同一条直线线上,粒子
6、做上,粒子做_变变速曲速曲线线运运动动,这时这时粒子运粒子运动轨动轨迹既不是迹既不是圆圆弧,也不是抛物弧,也不是抛物线线4分阶段运动分阶段运动:带电带电粒子可能依次通粒子可能依次通过过几个情况不同的复合几个情况不同的复合场场区域,其运区域,其运动动情况随区域情况随区域发发生生变变化,其运化,其运动过动过程由几种不同程由几种不同的运的运动阶动阶段段组组成成【知识存盘知识存盘】静止静止匀速直匀速直线线运运动动相反相反相等相等匀速匀速圆圆周周非匀非匀8(单选单选)(2012海南卷海南卷,2)如如图图833所示,所示,在两水平极板在两水平极板间间存在匀存在匀强强电场电场和匀和匀强强磁磁场场,电场电场方
7、向方向竖竖直向下,磁直向下,磁场场方向垂直于方向垂直于纸纸面面向里一向里一带电带电粒子以某一速粒子以某一速电场磁场同区域应用实例电场磁场同区域应用实例【思维驱动思维驱动】图图833A粒子速度的大小粒子速度的大小 B粒子所粒子所带带的的电电荷量荷量C电场电场强强度度 D磁感磁感应应强强度度度沿水平直度沿水平直线线通通过过两极板若不两极板若不计计重力,下列四个物理重力,下列四个物理量中哪一个改量中哪一个改变时变时,粒子运,粒子运动轨动轨迹不会改迹不会改变变 ()9解析解析粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,其受力平粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,其受力平衡有衡有EqBqv,则知当粒子所带的电荷
8、量改变时,粒子所受,则知当粒子所带的电荷量改变时,粒子所受的合力仍为的合力仍为0,运动轨迹不会改变,故,运动轨迹不会改变,故B项正确项正确答案答案B10装置装置原理原理图图规规律律速度速度选择选择器器磁流磁流体体发发电电机机【知识存盘知识存盘】11电电磁磁流量流量计计质谱仪质谱仪、回旋加速器、回旋加速器见见第第2讲讲12(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略而对于般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等,一般应考一些实际物体,如带电小球、液滴
9、、金属块等,一般应考虑其重力虑其重力(2)在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力(3)不能直接判断是否考虑重力的,在进行受力分析与运动不能直接判断是否考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要由分析结果确定是否考虑重力分析时,要由分析结果确定是否考虑重力温馨提示温馨提示复合场中重力是否考虑的三种情况复合场中重力是否考虑的三种情况13【典例典例1 1】(2012课标全国卷课标全国卷,25)如如图图834所示,一半径所示,一半径为为R的的圆圆表示一柱形区域表示一柱形区域的横截面的横截面(纸纸面面)在柱形区域内加一方向在柱形区域内加一方向垂直于垂直于纸纸面的
10、匀面的匀强强磁磁场场,一,一质质量量为为m、电电荷量荷量为为q的粒子沿的粒子沿图图中直中直线线在在圆圆上的上的a点射点射入柱形区域,在入柱形区域,在圆圆上的上的b点离开点离开该该区域,区域,离开离开时时速度方向与直速度方向与直线线垂直垂直考点一带电粒子在分离复合场中的运动考点一带电粒子在分离复合场中的运动图图83414151617【变式跟踪变式跟踪1】如如图图835所示,所示,xOy为为空空间间直角坐直角坐标标系,系,PQ与与y轴轴正方向正方向成成30角在第四象限和第一象限角在第四象限和第一象限的的xOQ区域存在磁感区域存在磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场,在,在POy区域存在足区域
11、存在足够够大的匀大的匀强强电场电场,电场电场方向与方向与PQ平行,一个平行,一个带电带电荷量荷量为为q,质质量量为为m的的带电带电粒粒子从子从y轴轴上的上的A(0,L)点,平行于点,平行于x轴轴方向射入匀方向射入匀强强磁磁场场,图图83518离开磁离开磁场时场时速度方向恰与速度方向恰与PQ垂直,粒子在匀垂直,粒子在匀强强电场电场中中经时经时间间t后再次后再次经过经过x轴轴,粒子重力忽略不,粒子重力忽略不计计求:求:(1)从粒子开始从粒子开始进进入磁入磁场场到到刚进刚进入入电场电场的的时间时间t;(2)匀匀强强电场电场的的电场电场强强度度E的大小的大小19201“电偏转电偏转”和和“磁偏转磁偏转
12、”的比较的比较借题发挥借题发挥垂直垂直进进入磁入磁场场(磁偏磁偏转转)垂直垂直进进入入电场电场(电电偏偏转转)情景情景图图受力受力FBqv0B大小不大小不变变,方,方向向总总指向指向圆圆心,方向心,方向变变化,化,FB为变为变力力FEqE,FE大小、方向不大小、方向不变变,为为恒力恒力21运运动动规规律律运运动动时时间间动动能能不不变变变变化化222.求解带电粒子在分离复合场中运动问题的分析方法求解带电粒子在分离复合场中运动问题的分析方法(1)正确受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静正确受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析电力和磁场力的分析(2)确定带电粒子的
13、运动状态,注意运动情况和受力情况的确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情况的结合结合(3)对于粒子连续通过几个不同区域、不同种类的场时,要对于粒子连续通过几个不同区域、不同种类的场时,要分阶段进行处理分阶段进行处理(4)画出粒子运动轨迹,灵活选择不同的运动规律画出粒子运动轨迹,灵活选择不同的运动规律233带电粒子在分离复合场中运动问题的求解方法带电粒子在分离复合场中运动问题的求解方法24(1)多过程现象中的多过程现象中的“子过程子过程”与与“子过程子过程”的衔接点如的衔接点如一定要把握一定要把握“衔接点衔接点”处速度的连续性处速度的连续性(2)圆周与圆周运动的衔接点一要注意在圆周与圆周运
14、动的衔接点一要注意在“衔接点衔接点”处两圆处两圆有公切线,它们的半径重合有公切线,它们的半径重合特别注意特别注意25【典例典例2】如如图图836所示的平行板之所示的平行板之间间,存在着相互垂直的匀,存在着相互垂直的匀强强磁磁场场和匀和匀强强电场电场,磁,磁场场的磁感的磁感应应强强度度B10.20 T,方向垂直,方向垂直纸纸面向里,面向里,电场电场强强度度E11.0105 V/m,PQ为为板板间间中中线线紧紧靠靠平行板右平行板右侧边缘侧边缘xOy坐坐标标系的第一象限内,有一系的第一象限内,有一边边界界线线AO,与,与y轴轴的的夹夹角角AOy45,边边界界线线的上方有垂直的上方有垂直纸纸面向外的匀
15、面向外的匀强强磁磁场场,磁感,磁感应应强强度度B20.25 T,边边界界线线的下方有水平向右的匀的下方有水平向右的匀强强电场电场,电场电场强强度度E25.0105 V/m,在,在x轴轴上固定一水平的上固定一水平的荧荧光屏一束光屏一束带电带电荷量荷量q8.01019 C、质质量量m8.01026 kg的的正离子从正离子从P点射入平行板点射入平行板间间,沿中,沿中线线PQ做直做直线线运运动动,穿出平行,穿出平行板后从板后从y轴轴上坐上坐标为标为(0,0.4 m)的的Q点垂直点垂直y轴轴射入磁射入磁场场区,最后区,最后打到水平的打到水平的荧荧光屏上的位置光屏上的位置C.求:求:考点二带电粒子在叠加场
16、中的运动考点二带电粒子在叠加场中的运动26(1)离子在平行板离子在平行板间间运运动动的速度大小;的速度大小;(2)离子打到离子打到荧荧光屏上的位置光屏上的位置C的坐的坐标标;(3)现现只改只改变变AOy区域内磁区域内磁场场的磁感的磁感应应强强度大小,使离子都不能度大小,使离子都不能打到打到x轴轴上,磁感上,磁感应应强强度大小度大小B2应满应满足什么条件?足什么条件?图图83627审题流程审题流程28解析解析(1)设离子的速度大小为设离子的速度大小为v,由于沿,由于沿中线中线PQ做直线运动,则有做直线运动,则有qE1qvB1,代,代入数据解得入数据解得v5.0105 m/s.图图甲甲29图图乙乙
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- 2014 高考 物理 一轮 复习 课件 带电 粒子 复合 中的 运动 概要
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