《2016届高考物理一轮复习同步课件：8-3 带电粒子在复合场中的运动资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016届高考物理一轮复习同步课件：8-3 带电粒子在复合场中的运动资料（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,考点一带电粒子在组合场中的运动,考点二带电粒子在叠加场中的运动,考 点,高三物理一轮复习,第3节带电粒子在复合场中的运动,第八章磁 场,一、带电粒子在复合场中的运动 1叠加复合场与组合场 (1)叠加复合场：电场、_、重力场共存，或其中某两场共存 (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带电粒子在叠加复合场中的运动分类 (1)静止或匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力_时，将处于静止状态或做匀速直线运动,教材梳理,(2)匀速圆周运动 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 (
2、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，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是拋物线 (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，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成,1（多选)在如下图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是(),练习,2.(多选)在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，且两者正交有两个带电油滴，都能在竖直平面内做匀速圆周运动，如右图所示，则两油滴一定相同的是() A带电性质B运动周期 C运动半
3、径 D运动速率,二、带电粒子在叠加复合场中运动的实例分析 1速度选择器(如图所示) (1)平行板间电场强度E和磁感应强度B 互相_这种装置能把具有一定 _的粒子选择出来，所以叫做速度 选择器 (2)粒子能够通过选择器的条件： qEqvB，即v _,2磁流体发电机(如图所示) (1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把_能直接转化为_能 (2)根据左手定则，如图中的B板是发电机_极 (3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v，磁场磁 感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U _,3磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图平行金属板A、B之间有一个
4、很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负离子)喷入磁场，A、B两板间便产生电压如果把A、B和用电器连接，A、B就是直流电源的两个电极，设A、B两板间距为d，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入A、B两板之间，则下列说法正确的是() AA是直流电源的正极 BB是直流电源的正极 C电源的电动势为Bdv D电源的电动势为qvB,3电磁流量计 (1)如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁 性材料制成，其中有可以导电的液体流过导 管,4霍尔效应 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载 流导体，当_与电流方向垂直 时，导体在与磁场、电流方向都垂直的 方向上出现了_，这种现象
5、称为霍 尔效应，所产生的电势差称为霍尔电势差，其原理如图所示,4.(2015云南三校二模)如右图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前、后两内侧面，则() Aa处电势高于b处电势 Ba处离子浓度大于b处离子浓度 C溶液的上表面电势高于下表面的电势 D溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度,1.(2013高考安徽卷)如图所示的平面直角坐标系xOy，在第象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于x
6、Oy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h，0)点进入第象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第象限，且速度与y轴负方向成45角，不计粒子所受的重力求： (1)电场强度E的大小； (2)粒子到达a点时速度的大小和方向； (3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值,考点一带电粒子在组合场中的运动,求解带电粒子在组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电力和磁场力的分析 (2)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
7、 (3)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，并找出各阶段间的衔接点和相关联的物理量 (4)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律,规律总结,规律总结,2.(2015湖北襄阳调研)如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为() Ad随v0增大而增大，d与U无关 Bd随v0增大而增大，d随U增大而增大 Cd随U增大而增大，d与v0无关 Dd随v0增大而增大，d随U增大而减小,3 、如图
8、所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一电荷量为q、质量为m的粒子，自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场已知OPd，OQ2d.不计粒子重力 (1)求粒子过Q点时速度的大小和方向； (2)若磁感应强度的大小为一确定值B0， 粒子将沿垂直y轴的方向进入第二象限， 求B0；,4中国著名物理学家、中国科学院院士何泽慧教授曾在1945年首次通过实验观察到正、负电子的弹性碰撞过程有人设想利用电场、磁场控制正、负电子在云室中运动来再现这一过程实验
9、设计原理如下：在如图所示的xOy平面内，A、C两小孔距原点的距离均为L，每隔一定的时间源源不断地分别从A孔射入正电子，C孔射入负电子，初速度均为v0，方向垂直x轴，正、负电子的质量均为m，电荷量均为e(忽略电子之间的相互作用及重力影响)在y轴的左侧区域加一水平向右的匀强电场，在y轴的右侧区域加一垂直纸面的匀强磁场(图中未画出)，要使正、负电子在y轴上 的P(0，L)处相碰求： (1)电场强度E的大小和磁感应强度B的 大小及方向； (2)P点相碰的正、负电子的动能之比和 射入小孔的时间差t.,5.(2014高考大纲全国卷)如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外；在
10、第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d，0)点沿垂直于x轴的方向进入电场不计重力若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为，求 (1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值； (2)该粒子在电场中运动的时间,1.(2015浙江三校模拟)(多选)如图，空间中存在正交的匀强电场E和匀强磁场B(匀强电场水平向右)，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电球的相互作用，两球电荷量始终不变)，关于小球的运动，下列说法正确的是() A沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动 B只有沿ab抛出的
11、带电小球才可能做直线运动 C若有小球能做直线运动，则它一定是匀速运动 D两小球在运动过程中机械能均守恒,考点二带电粒子在叠加场中的运动,1带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类 (1)磁场力、重力并存 若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动 若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题 (2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子) 若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动 若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题,考点阐释,(3)电场力、磁场力、重力并存 若三力平衡，一
12、定做匀速直线运动 若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动 若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题 2带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动 带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果,2.(2015甘肃第一次诊考)在两个水平平行金属极板间存在着竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，其中磁感应强度的大小B1 T一个比荷为q/m2102 C/kg的带正电微粒恰
13、好能沿水平直线以速度v11103 m/s通过该区域，如图所示计算中取重力加速度g10 m/s2. (1)求电场强度E的大小； (2)若极板间距足够大，另一个比荷与前者相同的带负电液滴刚好可以在板间做半径为5 m的匀速圆周运动，求其速度v2的大小以及 在纸面内旋转的方向,分析带电粒子在叠加复合场中运动问题的一般步骤 (1)看清粒子所在区域中场的组成，一般是电场、磁场、重力场中两个场或三个场的复合场 (2)正确的受力分析是解题的基础，除了重力、弹力、摩擦力以外，特别要注意电场力和洛伦兹力的分析，不可遗漏任一个力 (3)在受力分析的基础上进行运动分析，注意运动情况和受力情况的相互结合，特别要关注一些特殊的时刻所处的特殊状态(临界状态)，对于临界问题，注意挖掘隐含条件 (4)如果粒子在运动过程中经过不同的区域受力发生改变，应根据需要对整个过程分阶段处理,规律总结,(5)应用一些必要的数学知识，画出粒子的运动轨迹示意图，根据题目的条件和问题灵活选择不同的物理规律解题 当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解； 当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿定律结合圆周运动规律求解； 当带电粒子做复杂曲线运动时，一般要结合动能定理或能量守恒定律求解,(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小； (2)倾斜轨道GH的长度s.,
