《高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第4讲 力与物体的曲线运动（二）电场、磁场中的曲线运动课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第4讲 力与物体的曲线运动（二）电场、磁场中的曲线运动课件1（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4讲力与物体的曲线运动(二)电场、磁场中的曲线运动电场、磁场中的曲线运动1.(2016全全国国卷卷，18)一一圆圆筒筒处处于于磁磁感感应应强强度度大大小小为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向与与筒筒的的轴轴平平行行，筒筒的的横横截截面面如如图图1所所示示。图图中中直直径径MN的的两两端端分分别别开开有有小小孔孔，筒筒绕绕其其中中心心轴轴以以角角速速度度顺顺时时针针转转动动。在该截面内，一带电粒子从小孔在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射射入筒内，射入入时时的的运运动动方方向向与与MN成成30角角。当当筒筒转转过过90时时，该该粒粒子子恰恰好好从从小小孔孔N飞飞出出圆圆筒筒。
2、不不计计重重力力。若若粒粒子子在在筒筒内内未未与与筒筒壁壁发发生碰撞，则带电粒子的比荷为生碰撞，则带电粒子的比荷为()图图1答案答案A2.(2016全全国国卷卷，18)平平面面OM和和平平面面ON之之间间的的夹夹角角为为30，其其横横截截面面(纸纸面面)如如图图2所所示示，平平面面OM上上方方存存在在匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向外外。一一带带电电粒粒子子的的质质量量为为m，电电荷荷量量为为q(q0)。粒粒子子沿沿纸纸面面以以大大小小为为v的的速速度度从从OM的的某某点点向向左左上上方方射射入入磁磁场场，速速度度与与OM成成30角角。已已
3、知知该该粒粒子子在在磁磁场场中中的的运运动动轨轨迹迹与与ON只只有有一一个个交交点点，并并从从OM上上另另一一点点射射出出磁磁场场。不不计计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为的距离为()图图2答案答案D3.(2015全全国国卷卷，14)两两相相邻邻匀匀强强磁磁场场区区域域的的磁磁感感应应强强度度大大小小不不同同、方方向向平平行行。一一速速度度方方向向与与磁磁感感应应强强度度方方向向垂垂直直的的带带电电粒粒子子(不不计计重重力力)，从从较较强强磁磁场场区区域域进进入入到到较较弱弱磁磁场场区区域域后后，粒粒子子的的()A.轨道半径减小，角速度增大
4、轨道半径减小，角速度增大B.轨道半径减小，角速度减小轨道半径减小，角速度减小C.轨道半径增大，角速度增大轨道半径增大，角速度增大D.轨道半径增大，角速度减小轨道半径增大，角速度减小答案答案D4.(多多选选)(2015全全国国卷卷，19)有有两两个个匀匀强强磁磁场场区区域域和和，中中的的磁磁感感应应强强度度是是中中的的k倍倍。两两个个速速率率相相同同的的电电子子分分别别在在两两磁磁场场区域做圆周运动。与区域做圆周运动。与中运动的电子相比，中运动的电子相比，中的电子中的电子()A.运动轨迹的半径是运动轨迹的半径是中的中的k倍倍B.加速度的大小是加速度的大小是中的中的k倍倍C.做圆周运动的周期是做圆
5、周运动的周期是中的中的k倍倍D.做圆周运动的角速度与做圆周运动的角速度与中的相等中的相等答案答案AC5.(2015全全国国卷卷24)如如图图3，一一质质量量为为m、电电荷荷量量为为q(q0)的的粒粒子子在在匀匀强强电电场场中中运运动动，A、B为为其其运运动动轨轨迹迹上上的的两两点点。已已知知该该粒粒子子在在A点点的的速速度度大大小小为为v0，方方向向与与电电场场方方向向的的夹夹角角为为60；它它运运动动到到B点点时时速速度度方方向向与与电电场场方方向向的的夹夹角角为为30。不不计计重重力力。求求A、B两点间的电势差。两点间的电势差。图图3备备 考考 指指 导导【考情分析】【考情分析】2014卷
6、T16：洛伦兹力作用下的圆周运动卷T20：带电粒子在磁场中的运动2015卷T14：带电粒子在磁场中的运动卷T19：带电粒子在磁场中的运动卷T24：带电粒子在电场中的运动2016卷T20：带电粒子在电场中的曲线运动卷T18：带电粒子在圆形磁场中的运动卷T18：带电粒子在有界磁场中的运动带带电电粒粒子子在在电电磁磁场场中中的的运运动动每每年年高高考考的的必必考考内内容容，常常见见题题型型有有选选择题、计算题，甚至是压轴题。择题、计算题，甚至是压轴题。【备考策略】【备考策略】掌握掌握“两大偏转两大偏转”模型，破解带电粒子在电磁场中的运动问题模型，破解带电粒子在电磁场中的运动问题(1)“电偏转电偏转”
7、(匀强电场中匀强电场中)受受力力特特点点及及运运动动性性质质：电电场场力力为为恒恒力力，带带电电粒粒子子做做匀匀变变速速运运动动，轨迹为抛物线。只讨论轨迹为抛物线。只讨论v0E的情况，带电粒子做类平抛运动。的情况，带电粒子做类平抛运动。处理方法：运动的合成与分解。处理方法：运动的合成与分解。带电粒子在匀强电场中的偏转问题带电粒子在匀强电场中的偏转问题规规 律律 方方 法法1.(多多选选)如如图图4所所示示，带带电电荷荷量量之之比比为为qAqB13的的带带电电粒粒子子A、B以以相相等等的的速速度度v0从从同同一一点点出出发发，沿沿着着跟跟电电场场强强度度垂垂直直的的方方向向射射入入平平行行板板电
8、电容容器器中中,分分别别打打在在C、D点点，若若OCCD，忽略粒子重力的影响，则，忽略粒子重力的影响，则()精精 典典 题题 组组图图4A.A和和B在电场中运动的时间之比为在电场中运动的时间之比为12B.A和和B运动的加速度大小之比为运动的加速度大小之比为41C.A和和B的质量之比为的质量之比为112D.A和和B的位移大小之比为的位移大小之比为11答案答案ABC2.如如图图5所所示示为为利利用用静静电电除除烟烟尘尘的的通通道道示示意意图图，前前、后后两两面面为为绝绝缘缘板板，上上、下下两两面面为为分分别别与与高高压压电电源源的的负负极极和和正正极极相相连连的的金金属属板板，在在上上、下下两两面
9、面间间产产生生的的电电场场可可视视为为匀匀强强电电场场，通通道道长长L1 m，进进烟烟尘尘口口的的截截面面为为边边长长d0.5 m的的正正方方形形，分分布布均均匀匀的的带带负负电电烟烟尘尘颗颗粒粒均均以以水水平平速速度度v02 m/s连连续续进进入入通通道道，碰碰到到下下金金属属板板后后其其所所带带电电荷荷会会被被中中和和并并被被收收集集，但但不不影影响响电电场场分分布布。已已知知每每立立方方米米体体积积内内颗颗粒粒数数n11013 个个，每每个个烟烟尘尘颗颗粒粒带带电电荷荷量量为为q1.01017 C，质质量量为为m2.01015 kg，忽忽略略颗颗粒粒的的重重力力、颗粒之间的相互作用力和空
10、气阻力。颗粒之间的相互作用力和空气阻力。图图5(1)高高压压电电源源电电压压U0300 V时时，求求被被除除去去的的烟烟尘尘颗颗粒粒数数与与总总进进入入烟尘颗粒数的比值；烟尘颗粒数的比值；(2)若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求高压电源电压若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求高压电源电压U1；(3)装装置置在在(2)中中电电压压U1作作用用下下稳稳定定工工作作时时，1 s内内进进入入的的烟烟尘尘颗颗粒粒从从刚刚进进入入通通道道到到被被全全部部除除去去的的过过程程中中，求求电电场场对对这这些些烟烟尘尘颗颗粒粒所所做的总功。做的总功。图图6带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动规规 律律 方方
11、 法法3.圆心的确定圆心的确定(几何方法几何方法)(1)两点速度的垂线的交点；两点速度的垂线的交点；(2)某点速度的垂线与弦的中垂线的交点。某点速度的垂线与弦的中垂线的交点。4.记住下列图形中轨迹的结论记住下列图形中轨迹的结论5.一般解题思路一般解题思路1. (多多选选)(2016烟烟台台市市期期末末自自主主练练习习)如如图图7所所示示，在在直直径径为为d的的圆圆形形区区域域内内存存在在垂垂直直纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为B1，一一个个带带电电粒粒子子以以速速率率v从从A点点沿沿与与直直径径AC成成30角角的的方方向向射射入入磁磁场场，经经时时间间t1从从C点
12、点射射出出磁磁场场，现现调调整整磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度大大小小为为B2，让让同同一一粒粒子子沿沿与与直直径径AC成成60角角的的方方向向仍仍以以速速率率v射射入入磁磁场场，经经时间时间t2仍从仍从C点射出磁场，则下列说法中正确的是点射出磁场，则下列说法中正确的是()精精 典典 题题 组组图图7答案答案BD2.(2016四四川川理理综综，4)如如图图8所所示示，正正六六边边形形abcdef区区域域内内有有垂垂直直于于纸纸面面的的匀匀强强磁磁场场。一一带带正正电电的的粒粒子子从从f点点沿沿fd方方向向射射入入磁磁场场区区域域，当当速速度度大大小小为为vb时时，从从b点点离离开开磁磁场场，
13、在在磁磁场场中中运运动动的的时时间间为为tb，当当速速度度大大小小为为vc时时，从从c点点离离开开磁磁场场，在在磁磁场场中中运运动动的的时时间间为为tc，不计粒子重力。则不计粒子重力。则()图图8A.vbvc12，tbtc21 B.vbvc22，tbtc12C.vbvc21，tbtc21 D.vbvc12，tbtc12答案答案A3. (多多选选)如如图图9所所示示，在在区区域域和和区区域域内内分分别别存存在在与与纸纸面面垂垂直直但但方方向向相相反反的的匀匀强强磁磁场场，区区域域内内磁磁感感应应强强度度是是区区域域内内磁磁感感应应强强度度的的2倍倍，一一带带电电粒粒子子在在区区域域左左侧侧边边界
14、界处处以以垂垂直直边边界界的的速速度度进进入入区区域域，发发现现粒粒子子离离开开区区域域时时速速度度方方向向改改变变了了30，然然后后进进入入区区域域，测测得得粒粒子子在在区区域域内内的的运运动动时时间间与与区区域域内内的的运运动时间相等，则下列说法正确的是动时间相等，则下列说法正确的是()图图9A.粒子在区域粒子在区域和区域和区域中的速率之比为中的速率之比为11B.粒子在区域粒子在区域和区域和区域中的角速度之比为中的角速度之比为21C.粒子在区域粒子在区域和区域和区域中的圆心角之比为中的圆心角之比为12D.区域区域和区域和区域中的宽度之比为中的宽度之比为11答案答案ACD高频考点四带电粒子在
15、有界磁场中的临界极值问题高频考点四带电粒子在有界磁场中的临界极值问题满分策略满分策略1.处理带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的技巧处理带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的技巧(1)从从关关键键词词语语找找突突破破口口：审审题题时时一一定定要要抓抓住住题题干干中中的的关关键键字字眼眼，如如“恰恰好好”、“最最大大”、“最最高高”、“至至少少”等等词词语语，挖挖掘掘其其隐隐含的信息。含的信息。(2)数数学学方方法法与与物物理理方方法法相相结结合合：借借助助半半径径R和和速速度度大大小小v(或或磁磁感感应应强强度度大大小小B)之之间间的的关关系系进进行行动动态态轨轨迹迹分分析析，确确定定轨轨迹迹圆
16、圆和和有有界界磁场边界之间的关系，找出临界点，然后利用数学方法求极值。磁场边界之间的关系，找出临界点，然后利用数学方法求极值。2.磁场区域最小面积的求解方法磁场区域最小面积的求解方法在在粒粒子子运运动动过过程程分分析析(正正确确画画出出运运动动轨轨迹迹示示意意图图)的的基基础础上上借借助助几几何何关关系系先先确确定定最最小小区区域域示示意意图图，再再利利用用几几何何关关系系求求有界磁场区域的最小面积。有界磁场区域的最小面积。满分示例满分示例(20分分)如如图图10所所示示，O为为三三个个半半圆圆的的共共同同圆圆心心，半半圆圆和和间间有有垂垂直直纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应
17、强强度度B11.0 T，和和间间有有垂垂直直纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度大大小小未未知知，半半圆圆的的半半径径R10.5 m，半半圆圆的的半半径径R31.5 m。一一比比荷荷为为4.0107 C/kg的的带带正正电电粒粒子子从从O点点沿沿与与水水平平方方向向成成30角角的的半半径径OC方方向向以以速速率率v1.5107 m/s垂垂直直射射入入磁磁场场B1中中，恰恰好好能能穿穿过过半半圆圆的的边边界界而而进进入入、间间的的磁磁场场中中，粒粒子子再再也也不不能能穿穿出出磁磁场场，不不计计粒粒子子重重力力，sin 530.8，cos 530.6。求：。求：图图10(1)
18、半圆半圆的半径的半径R2；(2)粒子在半圆粒子在半圆、间的磁场中的运行时间间的磁场中的运行时间t；(3)半圆半圆、间磁场的磁感应强度间磁场的磁感应强度B2应满足的条件。应满足的条件。满分模板满分模板答案答案(1)1.0 m(2)5.54108 s(3)B21.5 T【技巧点拨】体会并熟记下面三个结论【技巧点拨】体会并熟记下面三个结论(1)刚刚好好穿穿出出磁磁场场边边界界的的临临界界状状态态是是带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中运运动动的的轨轨迹迹与与边边界界相相切切，如如本本题题中中粒粒子子进进入入半半圆圆、间间的的磁磁场中的速度方向沿半圆场中的速度方向沿半圆的切线方向。的切线方向。(2)当当速
19、速率率v一一定定时时，弧弧长长越越长长，圆圆心心角角越越大大，则则带带电电粒粒子子在有界磁场中运动的时间越长。在有界磁场中运动的时间越长。(3)当当速速率率v变变化化时时，圆圆心心角角大大的的，运运动动时时间间长长，解解题题时时一一般般要要根根据据受受力力情情况况和和运运动动情情况况画画出出运运动动轨轨迹迹的的草草图图，找找出出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等。圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等。满分体验满分体验(20分分)如如图图11所所示示，在在无无限限长长的的竖竖直直边边界界AC和和DE间间，上上、下下部部分分分分别别充充满满方方向向垂垂直直于于ADEC平平面面向向外外的的匀匀强强
20、磁磁场场，上上部部分分区区域域的的磁磁感感应应强强度度大大小小为为B0，OF为为上上、下下磁磁场场的的水水平平分分界界线线。质质量量为为m、带带电电荷荷量量为为q的的粒粒子子从从AC边边界界上上与与O点点相相距距为为a的的P点点垂垂直直于于AC边边界界射射入入上上方方磁磁场场区区域域，经经OF上上的的Q点点第第一一次次进进入入下下方方磁磁场场区区域域，Q与与O点点的的距距离离为为3a。不不考虑粒子重力。考虑粒子重力。图图11(1)求粒子射入时的速度大小；求粒子射入时的速度大小；(2)要要使使粒粒子子不不从从AC边边界界飞飞出出，求求下下方方磁磁场场区区域域的的磁磁感感应应强强度应满足的条件；度应满足的条件；(3)若若下下方方区区域域的的磁磁感感应应强强度度B3B0，粒粒子子最最终终垂垂直直DE边边界界飞出，求边界飞出，求边界DE与与AC间距离的可能值。间距离的可能值。解解析析(1)设设粒粒子子在在OF上上方方做做圆圆周周运运动动的的半半径径为为R，运运动动轨轨迹迹如如图图甲所示甲所示图甲图甲(2)当当粒粒子子恰恰好好不不从从AC边边界界飞飞出出时时，运运动动轨轨迹迹与与AC相相切切，如如图图乙乙所所示示，设设粒粒子子在在OF下下方做圆周运动的半径为方做圆周运动的半径为r1，由几何关系得：，由几何关系得：图乙图乙图丙图丙
