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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,核心梳理,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,-,高频考点,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,-,怎样得高分,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,-,*,-,第,10,讲带电粒子在组合场、,复合场中运动,1/46,-,2,-,知识脉络梳理,规律方法导引,1,.,知识规律,(1),做好,“,两个区分,”,。,正确区分重力、电场力、洛伦兹力大小、方向及做功特点。,正确区分,“,电偏转,”,和,“,磁偏转,”,不一样。,(2),抓住,“,两个技巧,”,。,按照带电粒子运动先后次序,将整个运动过程划分成不一样特点小过程。,善于画出几何图形处理几何关系,要有利用数学知识处理物理问题习惯。,2,.,思想方法,(1),物理思想,:,模型思想、分解思想、等效思想。,(2),物理方法,:,理想化模型法、分解法、对称法、临界法。,2/46,-,3,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,带电粒子在组合场中运动,主要以计算题形式考查带电粒子在组合场中运动。所谓组合场就是电场、磁场、重力场在不一样空间,或不一样时间在同一空间存在场。,例,1,如图所表示,内圆半径为,r,、外圆半径为,3,r,圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为,B,匀强磁场。圆环左侧平行板电容器两板间电压为,U,靠近,M,板处静止释放质量为,m,、电荷量为,q,正离子,经过电场加速后从,N,板小孔射出,并沿圆环直径方向射入磁场,不计离子重力,忽略平行板外电场。求,:,(1),离子从,N,板小孔射出时速率,;,(2),离子在磁场中做圆周运动周期,;,(3),使离子不进入小圆区域,电压,U,取值范围。,3/46,-,4,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,4/46,-,5,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,5/46,-,6,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,思维导引,6/46,-,7,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,规律方法带电粒子在组合场中运动处理方法,不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动,还是先后在匀强磁场和匀强电场中运动。处理方法以下,:,(1),分别研究带电粒子在不一样场中运动规律,若垂直匀强磁场方向进入,则做匀速圆周运动,;,在匀强电场中,若速度方向与电场方向在同一直线上,则做匀变速直线运动,若进入电场时速度方向与电场方向垂直,则做类平抛运动。依据不一样运动规律分别求解。,(2),带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理。,(3),注意分析磁场和电场边界处或交接点位置粒子速度大小和方向,把粒子在两种不一样场中运动规律有机地联络起来。,7/46,-,8,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,拓展训练,1,(,全国,卷,),如图所表示,空间存在方向垂直于纸面,(,xOy,平面,),向里磁场。在,x,0,区域,磁感应强度大小为,B,0,;,x,1),。一质量为,m,、电荷量为,q,(,q,0),带电粒子以速度,v,0,从坐标原点,O,沿,x,轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子速度方向再次沿,x,轴正向时,求,(,不计重力,):,(1),粒子运动时间,;,(2),粒子与,O,点间距离。,8/46,-,9,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,9/46,-,10,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,带电粒子在复合场中运动,普通以计算题形式考查,经常结合平抛运动、圆周运动进行综合考查,;,有时也结合受力考查运动规律。,10/46,-,11,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,例,2,如图所表示,位于竖直平面内坐标系,xOy,在其第三象限空间有垂直于纸面向外匀强磁场,磁感应强度大小为,B=,0,.,5 T,还有沿,x,轴负方向匀强电场,电场强度大小为,E=,2 N/C,。在其第一象限空间有沿,y,轴负方向、电场强度大小也为,E,匀强电场,并在,yh=,0,.,4 m,区域有磁感应强度也为,B,垂直于纸面向里匀强磁场。一个电荷量为,q,油滴从图中第三象限,P,点得到一初速度,恰好能沿,PO,做匀速直线运动,(,PO,与,x,轴负方向夹角为,=,45,),并从原点,O,进入第一象限。已知重力加速度,g,取,10 m/s,2,。,11/46,-,12,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,(1),油滴在第三象限运动时受到重力、电场力、洛伦兹力三力大小之比,并指出油滴带何种电荷。,(2),求油滴在,P,点得到初速度大小。,(3),求油滴在第一象限运动时间。,12/46,-,13,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,解析,(1),依据受力分析,(,如图,),可知油滴带负电荷。,设油滴质量为,m,由平衡条件得,13/46,-,14,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,14/46,-,15,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,思维导引,15/46,-,16,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,规律方法带电粒子在复合场中运动处理方法,(1),搞清复合场组成特点。,(2),正确分析带电粒子受力及运动特点。,(3),画出粒子运动轨迹,灵活选择不一样运动规律。,若只有两个场且正交。比如,电场与磁场中满足,qE=qvB,或重力场与磁场中满足,mg=qvB,或重力场与电场中满足,mg=qE,都表现为匀速直线运动或静止,依据受力平衡方程求解。,三场共存时,协力为零,受力平衡,粒子做匀速直线运动。其中洛伦兹力,F=qvB,方向与速度,v,垂直。,16/46,-,17,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,三场共存时,粒子在复合场中做匀速圆周运动。,mg,与,qE,相平衡,有,mg=qE,由此可计算粒子比荷,判定粒子电性。粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,应用受力平衡和牛顿运动定律结合圆周运动规律求解,有,当带电粒子做复杂曲线运动或有约束变速直线运动时,普通用动能定理或能量守恒定律求解。,17/46,-,18,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,拓展训练,2,(,全国,卷,),如图所表示,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,(,与纸面平行,),磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电微粒,a,、,b,、,c,电荷量相等,质量分别为,m,a,、,m,b,、,m,c,。已知在该区域内,a,在纸面内做匀速圆周运动,b,在纸面内向右做匀速直线运动,c,在纸面内向左做匀速直线运动。以下选项正确是,(,),A.,m,a,m,b,m,c,B.,m,b,m,a,m,c,C.,m,c,m,a,m,b,D.,m,c,m,b,m,a,B,18/46,-,19,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,包括复合场技术应用,以计算题形式进行考查,往往以电磁技术应用为背景材料,联络实际考查学生学以致用能力,有时也以选择题形式出现。,19/46,-,20,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,例,3,使用盘旋加速器试验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为,m,速度为,v,离子在盘旋加速器内旋转,旋转轨道是半径为,r,圆,圆心在,O,点,轨道在垂直纸面向外匀强磁场中,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。引出器原理如图所表示,一对圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道圆心位于,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,夹角为,。,20/46,-,21,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,(1),求离子电荷量,q,并判断其正负。,(2),离子从,P,点进入,Q,点射出,通道内匀强磁场磁感应强度应降为,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,方向和大小。,21/46,-,22,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,22/46,-,23,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,23/46,-,24,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,思维导引,规律方法,对这类问题分析首先要掌握好包括复合场科技应用模型,:,速度选择器、电磁流量计、磁流体发电机、盘旋加速器、质谱仪、霍尔效应,然后结合详细问题进行模型迁移应用,同时又要注意是否存在一定改变,做到详细问题详细分析。,24/46,-,25,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,拓展训练,3,如图,某一新型发电装置发电管是横截面为矩形水平管道,管道长为,l,、宽为,d,、高为,h,上下两面是绝缘板,前后两侧面,M,、,N,是电阻可忽略导体板,两导体板与开关,S,和定值电阻,R,相连。整个管道置于磁感应强度大小为,B,方向沿,z,轴正方向匀强磁场中。管道内一直充满电阻率为,导电液体,(,有大量正、负离子,),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差作用下,均以恒定速率,v,0,沿,x,轴正向流动,液体所受摩擦阻力不变。,25/46,-,26,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,(1),求开关闭合前,M,、,N,两板间电势差大小,U,0,。,(2),求开关闭合前后,管道两端压强差改变,p,。,(3),调整矩形管道宽和高,但保持其它量和矩形管道横截面积,S=dh,不变,求电阻,R,可取得最大功率,P,max,及对应宽高比,值。,26/46,-,27,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,27/46,-,28,-,命题热点一,命题热点二,命题热点三,28/46,-,29,-,1,2,3,4,A.,若电子从,P,点出发恰好经原点,O,第一次射出磁场分界限,则电子运动旅程一定为,B.,若电子从,P,点出发经原点,O,抵达,Q,点,则电子运动旅程一定为,l,C.,若电子从,P,点出发经原点,O,抵达,Q,点,则电子运动旅程可能为,2,l,D.,若电子从,P,点出发经原点,O,抵达,Q,点,则,n,l,(,n,为任意正整数,),都有可能是电子运动旅程,AC,29/46,-,30,-,1,2,3,4,2,.,(,多项选择,)(,安徽淮北模拟,),绝缘光滑斜面与水平面成,角,一质量为,m,、电荷量为,-q,小球从斜面上高,h,处,以初速度为,v,0,、方向与斜面底边,MN,平行射入,如图所表示,整个装置处于磁感应强度大小为,B,匀强磁场中,磁场方向平行于斜面向上。已知斜面足够大,小球能够沿斜面抵达底边,MN,。则以下判断正确是,(,),ABC,30/46,-,31,-,1,2,3,4,3,.,(,多项选择,),如图所表示,一正方体盒子处于竖直向上匀强磁场中,盒子边长为,l,前后面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒子左面正中间和底面上各有一小孔,(,孔大小相对底面大小可忽略,),底面小孔位置可在底面中线,MN,上移动,现有一些带,-Q,电荷量液滴从左侧小孔以某速度进入盒内,因为磁场力作用,这些液滴会偏向金属板,从而在前后两面间产生电压,(,液滴落在底部绝缘面或右侧绝缘面时仍将向前后金属板运动,带电液滴抵达金属板后将电荷传给金属板后被引流出盒子,),当电压抵达稳定后,移动底部小孔位置,若液滴速度在某一范围内时,可使得液滴恰好能从底面小孔出去,现可依据底面小孔到,M,点距离,d,计算出稳定电压大小,若已知磁场磁感应强度为,B,则以下说法正确是,(,),31/46,-,32,-,1,2,3,4,答案,BD,32/46,-,33,-,1,2,3,4,4,.,(,天津理综,),如图所表示,空间中存在着水平向右匀强电场,电场强度大小,E=,N/C,同时存在着水平方向匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小,B=,0,.,5 T,。有一带正电小球,质量,m=,1,10,-,6,kg,电荷量,q=,2,10,-,6,C,正以速度,v,在图示竖直面内做匀速直线运动,当它经过,P,点时撤掉磁场,(,不考虑磁场消失引发电磁感应现象,),g,取,10 m/s,2,。求,:,(1),小球做匀速直线运动速度,v,大小和方向,;,(2),从撤掉磁场到小球再次穿过,P,点所在这条电场线经历时间,t,。,33/46,-,34,-,1,2,3,4,34/46,-,35,-,1,2,3,4,35/46,-,36,-,1,2,3,4,36/46,-,37,-,带电粒子在周期性电磁场中运动问题,【典例示范】,如图甲所表示,水平直线,MN,下方有竖直向上匀强电场,现将一重力不计、比荷,=,1,10,6,C/kg,正电荷置于电场中,O,点由静止释放,经过,10,-,5,s,后,以,v,0,=,1,.,5,10,4,m/s,速度经过,MN,进入其上方匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度,B,按图乙所表示规律周期性改变,(,图乙中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次经过,MN,时为,t=,0,时刻,),。计算结果可用,表示。,37/46,-,38,-,(1),求,O,点与直线,MN,之间电势差。,(2),求,t=,10,-,5,s,时刻电荷与,O,点水平距离。,(3),假如在,O,点右方,d=,67,.,5 cm,处有一垂直于,MN,足够大挡板,求电荷从,O,点出发运动到挡板所需时间。,分析推理,:,1,.,电荷只受电场力。做匀加速直线运动。,2,.,电荷进入磁场只受洛伦兹力,做匀速圆周运动,运动时间为半个周期,时间上与图乙中磁场改变规律恰好相对应。,38/46,-,39,-,思维流程,39/46,-,40,-,40/46,-,41,-,41/46,-,42,-,以题说法,本题属于带电粒子在周期性电磁场中运动问题,分析这类问题要注意,:,(1),若交流电压改变周期远大于粒子穿越电场时间或粒子穿越电场时间极短可忽略时,则粒子在穿越电场过程中,电场可看作匀强电场。,(2),空间存在电场或磁场是随时间周期性改变,普通展现,“,矩形波,”,特点。交替改变电场及磁场会使带电粒子顺次历经不一样特点电场或磁场或叠加场,从而表现出,“,多过程,”,现象。其运动特点既复杂又隐蔽。分析时应该注意以下三点,:,仔细分析并确定各场改变特点及对应时间,其改变周期普通与粒子在电场或磁场中运动周期相关联,有一定联络,应抓住改变周期与运动周期之间联络作为解题突破口,;,必要时,可把粒子运动过程还原成一个直观运动轨迹草图进行分析,;,把粒子运动分解成多个运动阶段分别进行处理,依据每一阶段上受力情况确定粒子运动规律。,42/46,-,43,-,针对训练,如图甲所表示,水平直线,MN,下方有竖直向上匀强电场,电场强度,E=,10,3,N/C,。现将一重力不计、比荷,=,10,6,C/kg,正电荷从电场中,O,点由静止释放,经过,t,0,=,1,10,-,5,s,后,经过,MN,上,P,点进入其上方匀强磁场。磁场方向垂直于纸面向外,以电荷第一次经过,MN,时开始计时,磁感应强度按图乙所表示规律周期性改变。,(1),求电荷进入磁场时速度大小。,(2),求图乙中,t=,2,10,-,5,s,时刻电荷与,P,点距离。,(3),假如在,P,点右方,d=,100 cm,处有一垂直于,MN,足够大挡板,求电荷从,O,点出发运动到挡板所需时间。,43/46,-,44,-,答案,(1),10,4,m/s,(2)0,.,2 m,(3)1,.,4,10,-,4,s,解析,(1),电荷在电场中做匀加速直线运动,则,Eq=ma,v,0,=at,0,代入数据解得,v,0,=,10,4,m/s,。,44/46,-,45,-,45/46,-,46,-,46/46,
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