《2016届高考物理二轮细讲课件 专题（4）带电粒子在电场、磁场中的运动（共206页）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016届高考物理二轮细讲课件 专题（4）带电粒子在电场、磁场中的运动（共206页）（206页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题四热点重点难点专题透析 物理专题四热点重点难点专题透析 物理专题四热点重点难点专题透析 物理专题四热点重点难点专题透析 物理专题四热点重点难点专题透析 物理带电粒子在电场和磁场 ( 或电场、磁场和重力场的复合场 )中的运动是高中物理的重点内容 , 尽管 2015 年它不是高考物理的压轴题 , 但从本专题的知识特点和历年来的高考情况看 , 带电粒子在电场和磁场中的运动对考查考生的空间想象能力、综合分析能力、应用数学解决物理问题的能力都有较高的要求 , 今后它依然是高考压轴题的首选。 专题四热点重点难点专题透析 物理【知能诊断】 专题四热点重点难点专题透析 物理1 . ( 2015 年全国 卷
2、 ) 如图 , 直线 a 、 b 和 c 、 d 是处于匀强电场中的两组平行线 , M 、 N 、 P 、 Q 是它们的交点 , 四点处的电势分别为 M 、 N 、 P 、 Q 。一电子由 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中 , 电场力所做的负功相等。则 ( ) 。A. 直线 a 位于某一等势面内 , M Q B. 直线 c 位于某一等势面内 , M N C. 若电子由 M 点运动到 Q 点 , 电场力做正功 D. 若电子由 P 点运动到 Q 点 , 电场力做负功 专题四热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 匀强电场中等势面如何 ? ( 2 ) 一电子由 M 点分别运动到 N
3、 点和 P 点的过程中 , 电场力所做的负功相等 , 说明 M 、 N 、 P 的关系如何变化 ? 【解析】由电子从 M 点分别运动到 N 点和 P 点的过程中电场力所做的负功相等可知 , N 、 P 两点在同一等势面上 , 且电场线方向为 M N , 故选项 B 正确 , 选项 A 错误。 M 点与 电子由 M 点运动到 Q 点 , 电场力不做功 ,故选项 C 错误。电子由 P 点运动到 Q 点 , 电场力做正功 , 故选项 D 错误。 【答案】 B 专题四热点重点难点专题透析 物理2 . 如图甲所示 , 带电液滴 P 在 a 、 b 间的电场内保持静止 , 现设法使 P 固定 , 再使两平
4、行金属板 a 、 b 分别以中心点 O 、O 为轴转一个相同较小角度 , 然后释放液滴 P , 则 P 在电场内将做 ( ) 。 甲 A . 匀速直线运动 B . 向右的匀加速直线运动 C . 斜向右下的匀加速直线运动 D . 曲线运动 专题四热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 使两平行金属板 a 、 b 分别以中心点 O 、 O为轴转一个相同角度 后 , 电容器内部的匀强电场大小和方向如何变化 ? ( 2 ) 带电液滴 P 所受重力与电场力的合力的大小和方向如何变化 ? 乙 专题四热点重点难点专题透析 物理【解析】当 a 、 b 金属板水平放置时 , 带电液滴 P 在电场内处于静
5、止状态 , 说明处于平衡状态 , 竖直向上的电场力大小等于重力的大小。当两平行金属板 a 、 b 分别以 O 、 O 中心为轴在竖直平面内转过相同的较小角度 , 然后释放 P ,此时 P 受到竖直向下的重力、垂直金属 板的电场力 , 电场力方向与竖直方向的夹角为 , 如图乙所示。设板间距离原来为 d , 则由几何知识得知 : 转过 角时 , 板间距离为 d ,板间电场强度为 E= , 电场力为 F= , 电场力方向与竖直方向的夹角为 , 竖直方向的分力为 F = 。而原来液滴处于静止状态 , 即有 mg= , 则得此时液滴竖直方向受力平衡 , 合力水平向右 , 故 P 将水平向右做匀加速直线运
6、动。故选项 B 正确。 【答案】 B 专题四热点重点难点专题透析 物理3 . ( 2015 年全国 卷 ) 两相邻匀强磁场区 域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子 ( 不计重力 ), 从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后 , 粒子的 ( ) 。 A. 轨道半径减小 , 角速度增大 B. 轨道半径减小 , 角速度减小 C. 轨道半径增大 , 角速度增大 D. 轨道半径增大 , 角速度减小 专题四热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 1 ) 带电粒子在磁场做圆周运动的向心力由什么提供 ? ( 2 ) 带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后 ,速度是否变化 ?
7、【解析】分析轨道半径 : 带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后 , 粒子的速度 v 大小不变 , 磁感应强度 由公式 r= 可知 , 轨道半径增大。分析角速度 : 由公式T=2 可知 , 粒子在磁场中运动的周期增大 , 根据 =2 知角速度减小。选项 D 正确。 【答案】 D 专题四热点重点难点专题透析 物理4 . ( 2015 年四川卷 ) 如图所示 , 半圆槽光滑、绝缘、固定 ,圆心是 O , 最低点是 P , 直径 平。 a 、 b 是两个完全相同的带正电小球 ( 视为点电荷 ), b 固定在 M 点 , a 从 N 点静止释放 , 沿半圆槽运动经过 P 点到达某点 Q ( 图中未
8、画出 ) 时速度为零 , 则小球 a ( ) 。 A. 从 N 到 Q 的过程中 , 重力与库仑力的合力先增大后减小 B. 从 N 到 P 的过程中 , 速率先增大后减小 C. 从 N 到 Q 的过程中 , 电势能一直增加 D. 从 P 到 Q 的过程中 , 动能减少量小于电势能增加量 专题四热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 小球初、末速度大小均为零 , 说明了什么 ? ( 2 ) 电势能的变化与什么力做功有关 ? 动能的变化与什么力做功有关 ? 【解析】小球 a 从 N 点释放一直到达 Q 点的过程中 , a 、b 两球的距离一直减小 , 库仑力变大 , a 受重力不变 , 重
9、力和库仑力的夹角从 90 一直减小 , 故合力变大 , 选项 A 错误 ; 小球 a 从 N 到 P 的过程中 , 速度方向与重力和库仑力的合力方向的夹角由小于 90 到大于 90 , 故库仑力与重力的合力先做正功后做负功 , a 球速率 先增大后减小 , 选项 B 正确 ; 小球 a 由 N 到 Q 的过程中库仑力一直做负功 , 电势能一直增加 ,选项 C 正确 ; 小球 a 从 P 到 Q 的过程中 , 减少的动能转化为重力势能和电势能之和 , 故动能的减少量大于电势能的增加量 ,则选项 D 错误。 【答案】 专题四热点重点难点专题透析 物理5 . ( 2015 年山东卷 ) 如图甲所示
10、, 两水平金属板间距为 d ,板间电场强度的变化规律如图乙所示。 t= 0 时刻 , 质量为 v 0 沿中线射入两板间 , 0 3时间内微粒匀速运动 , T 时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为 g 。关于微粒在0 T 时 间内运动的描述 , 正确的是 ( ) 。 A. 末速度大小为 2 v 0 B. 末速度沿水平方向 C. 重力势能减少了12D. 克服电场力做功为 专题四热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 微粒匀速运动应满足什么条件 ?( 2 ) T 时刻微粒恰好经金属边缘飞出说明了什么条件 ? 电场力是变力 ,如何求解变力做功 ? 【解
11、析】 0 3时间内微粒匀速运动 , 有 mg= 。把微粒的运动分解 , 水平方向 : 做速度为 v 0 的匀速直线运动 ; 竖直方向 :32 3时间内 , 只受重力 , 做自由落体运动 ,2 3时刻 , v 1 y =g3;2 3T 时间内 , a=2 0- =g , 做匀减速直线运动 , v 2 y =v 1 y - a 3= 0 , 所以末速度 v=v 0 , 方向沿水平方向 , 选项A 错误、 B 正确。重力势能的减少量 E p =2=12 所以选项 C 正确。根据动能定理 :12 W 克电 = 0 , 得 W 克电 =12 所以选项 D 错误。 【答案】 专题四热点重点难点专题透析 物
12、理6 . ( 2015 年四川卷 ) 如图甲所示 , S 处有一电子源 , 可向纸面内任意方向发射电子 , 平板 直于纸面 , 在纸面内的长度 L= 9 . 1 中点 O 与 S 间的距离 d= 4 . 55 线的夹角为 , 板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场 , 磁感应强度 B= 2 . 0 10- 4T , 电子质量 m= 9 . 1 10- 31 电量 e= - 1 . 6 10- 19C , 不计电子重力 , 电子源发射速度 v= 1 . 6 106m/s 的一个电子 , 该电子打在板上可能位置的区域的长度为 l , 则 ( ) 。 甲 A. = 90 时 ,
13、l= 9 . 1 B. = 60 时 , l= 9 . 1 C. = 45 时 , l= 4 . 55 D. = 30 时 , l= 4 . 55 专题四热点重点难点专题透析 物理【疑 惑】 ( 1 ) 电子的轨道半径是多少 ? 电子做匀速圆周运动的方向如何 ?( 2 ) 如何寻找电子打在板上的临界条件 ? 【解析】电子在磁场中运动 , 洛伦兹力提供向心力 : 2, R= = 4 . 55 10- 2m = 4 . 55 2, = 90 时 , 击中板的范围如图乙所示 , l= 2 R= 9 . 1 选项 A 正确。 = 60 时 ,击中板的范围如图丙所示 , R = 4 . 55 , 故选项
14、 D 正确 , 选项 C 错误。 专题四热点重点难点专题透析 物理乙 丙 丁 戊 【答案】 专题四热点重点难点专题透析 物理7 . “太空粒子探测器”由加速、偏转和收集三部分组成。其原理可简化如下 : 如图甲所示 , 辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面 , 圆心为 M , 外圆弧面与内圆弧面 电势差为 U 。图中偏转磁场分布在以 P 为圆心、半径为 3 R 的圆周内 , 磁感应强度大小为 B , 方向垂直纸面向外 ;内有半径为 R 的圆盘 ( 圆心在 P 处 ) 作为收集粒子的装置 , 粒子碰到圆盘边缘即被吸收。假设太空中漂浮着质量为 m 、 甲 专题四热点重点难点专题透析 物理电量为 q 的 带正电粒子 , 它们能均匀地吸附到圆弧面上 , 并被加速电场从静止开始加速 , 从 M 点以某一速率向右侧各个 方向射入偏转磁场 , 不计粒子间的相互作用和其他星球对粒子引力的影响。 ( 1 ) 求粒子到达 M 点时的速率。 ( 2 ) 若电势差 U=2 22, 则粒子从 M 点到达圆盘的最短时间是多少 ? ( 3 ) 接第 ( 2 ) 问 , 试求到达圆盘的粒子数与到达 M 点的粒子总数比值
