《《》（浙江专用）2018高考物理二轮复习 专题三 第8讲 带电粒子在复合场中的运动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《》（浙江专用）2018高考物理二轮复习 专题三 第8讲 带电粒子在复合场中的运动课件（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8讲 带电粒子在复合场中的运动,1.(2014浙江理综，25)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统。某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。为电离区，将氙气电离获得1价正离子；为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。区产生的正离子以接近0的初速度进入区，被加速后以速度vM从右侧喷出。,(1)求区的加速电压及离子的加速度大小； (2)为取得好的电离效果，请判断区中的磁场方向(按图乙说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”)； (3)为90时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围； (4)要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vmax与角的
2、关系。,2.(2015浙江理综，25)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B。 为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器。引出器原理如图3所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O点(O点图中未画出)。引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道中心线从Q点射出。已知OQ长度为L，OQ与OP的夹角为。,(1)求离子的电荷量q并判断其正负； (2)离子从P点进入，Q点射
3、出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B，求B； (3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小。,图3,主要题型：选择题、计算题 知识热点 (1)带电粒子在组合复合场中的受力分析及运动分析。 (2)带电粒子在叠加复合场中的受力分析及运动分析。 思想方法 (1)模型法 (2)类比法 (3)整体法、隔离法 (4)合成法、分解法 (5)对称法,考向一 带电粒子在组合场中的运动,核心知识,电偏转 磁偏转, ,规律方法,1.做好“两个区分” (1)正确区
4、分重力、电场力、洛伦兹力的大小、方向特点及做功特点。 (2)正确区分“电偏转”和“磁偏转”的不同。 2.抓住“两个技巧” (1)按照带电粒子运动的先后顺序，将整个运动过程划分成不同特点的小过程。 (2)善于画出几何图形处理几何关系，要有运用数学知识处理物理问题的习惯。,图4,(1)求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离； (2)若要使粒子不能进入第三象限，求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)。,图5,(1)粒子的初速度v0； (2)电场强度E的大小； (3)粒子从A到M点的时间t。,解析 粒子运动轨迹如图所示，则AOQ120且粒子从D点出射时与DT成60角,1.运动过
5、程的分解方法 (1)以“场”的边界将带电粒子的运动过程分段； (2)分析每段运动带电粒子的受力情况和初速度，判断粒子的运动性质； (3)建立联系：前、后两段运动的关联为带电粒子过关联点时的速度； (4)分段求解：根据题设条件，选择计算顺序。 2.周期性和对称性的应用 相邻场问题大多具有周期性和对称性，解题时一是要充分利用其特点画出带电粒子的运动轨迹，以帮助理顺物理过程；二是要注意周期性和对称性对运动时间的影响。,考向二 带电粒子在叠加复合场中的运动,核心知识,规律方法,1.带电粒子在复合场中运动的处理方法 (1)弄清复合场的组成特点。 (2)正确分析带电粒子的受力及运动特点。 (3)画出粒子的
6、运动轨迹，灵活选择不同的运动规律。 2.结论 若在叠加场中粒子做直线运动，则一定是做匀速直线运动，重力、电场力和洛伦兹力的合力为零。,1.如图6所示，在空间中O点放一质量为m，带电荷量为q的微粒，过O点水平向右为x轴，竖直向下为y轴，MN为边界线，上方存在水平向右的匀强电场E，下方存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场。OMh，若从静止释放此微粒，微粒一直沿直线OP穿过此区域，60。若在O点给它一沿x方向的初速度v0，它第一次经过MN时，与MN交于C点。电场强度E和E大小未知，重力加速度为g。求：,图6,(1)C点的坐标； (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小。,图7,(1)粒子刚从发
7、射器射出时的初速度及粒子发射器P的横坐标x； (2)粒子从粒子源射出到返回第象限上升到最高点所用的总时间。,答案 见解析,关注几场叠加，构建运动模型，优选规律解题 第1步：受力分析，关注几场叠加 磁场、重力场并存，受重力和洛伦兹力；电场、磁场并存(不计重力的微观粒子)，受电场力和洛伦兹力；电场、磁场、重力场并存，受电场力、洛伦兹力和重力。 第2步：运动分析，典型运动模型构建 受力平衡的匀速直线运动，受力恒定的匀变速直线运动，受力大小恒定且方向指向圆心的匀速圆周运动，受力方向变化复杂的曲线运动等。,第3步：选用规律，两种观点解题 带电体做匀速直线运动，则用平衡条件求解(即二力或三力平衡)；带电体
8、做匀速圆周运动，应用向心力公式或匀速圆周运动的规律求解；带电体做匀变速直线或曲线运动，应用牛顿运动定律和运动学公式求解；带电体做复杂的曲线运动，应用能量守恒定律或动能定理求解。,高频考点八 带电粒子在交变电磁场中的运动问题,1.解题思路,2.方法技巧 带电粒子在交变电、磁场中的运动分析方法 (1)仔细分析并确定各场的变化特点及相应的时间，其变化周期一般与粒子在电场或磁场中的运动周期相关联。有一定的联系，应抓住变化周期与运动周期之间的联系作为解题的突破口。 (2)必要时，可把粒子的运动过程还原成一个直观的运动轨迹草图进行分析。 (3)把粒子的运动分解成多个运动阶段分别进行处理，根据每一阶段上的受
9、力情况确定粒子的运动规律。,(20分)如图8甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E0表示电场方向竖直向上。t0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。,图8,(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小； (2)求电场变化的周期T； (3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。,审题流程 第一步：抓住关键点获取信息,答案 见解析,图9,(1)求电荷进入磁场时的速度大小； (2)求图乙中t2105 s时刻电荷与P点的距离。,答案 (1)3.14104 m/s (2)0.2 m,分解物理过程，化繁为简 在解答交变场问题时，要以变化节点为界，正确分解物理过程，分段突破，综合解析。变化节点也就是前、后两段运动的衔接点，以带电粒子(微粒)过节点的速度为基础建立前、后运动的联系。,
