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专题整合突破,专题三电场和磁场,第10讲带电粒子在组合场、复合场中运动,1/69,1,微网构建,2,高考真题,3,热点聚焦,4,复习练案,2/69,微网构建,3/69,4/69,高考真题,5/69,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,6/69,7/69,8/69,(1)求甲种离子打在底片上位置到,N,点最小距离,x,；,(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过区域，并求该区域最窄处宽度,d,；,(3)若考虑加速电压有波动，在(,U,0,U,)到(,U,0,U,)之间改变，要使甲、乙两种离子在底片上没有重合，求狭缝宽度,L,满足条件。,9/69,10/69,(2)如图所表示,最窄处位于过两虚线交点垂线上,11/69,12/69,13/69,解析,(1)设油滴质量和电荷量分别为,m,和,q,，油滴速度方向向上为正。油滴在电场强度大小为,E,1,匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上。,在,t,0时，电场强度突然从,E,1,增加至,E,2,时，油滴做竖直向上匀加速运动，加速度方向向上，大小,a,1,满足,qE,2,mg,ma,1,油滴在时刻,t,1,速度为,v,1,v,0,a,1,t,1,电场强度在时刻,t,1,突然反向，油滴做匀变速运动，加速度方向向下，大小,a,2,14/69,满足,qE,2,mg,ma,2,油滴在时刻,t,2,2,t,1,速度为,v,2,v,1,a,2,t,1,由,式得,v,2,v,0,2,gt,1,15/69,16/69,17/69,18/69,19/69,(1),M,与,N,在电场中沿水平方向位移之比；,(2),A,点距电场上边界高度；,(3)该电场电场强度大小。,20/69,21/69,22/69,23/69,(1)小球所受电场力,F,大小。,(2)小球质量,m,。,(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度,v,大小。,24/69,25/69,(1)粒子抵达,O,点时速度大小和方向；,(2)电场强度和磁感应强度大小之比。,26/69,27/69,28/69,热点聚焦,29/69,1组合场模型,电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，而且互不重合情况。,热点一带电粒子在组合场中运动,30/69,2带电粒子在组合场内运动处理方法,(1)要清楚场性质、方向、强弱、范围等。,(2)带电粒子依次经过不一样场区时，由受力情况确定粒子在不一样区域运动情况。,(3)正确地画出粒子运动轨迹图。,(4)依据区域和运动规律不一样，将粒子运动过程划分为几个不一样阶段，对不一样阶段选取不一样规律处理。,(5)当粒子从一个场进入另一个场时，分析转折点处粒子速度大小和方向往往是解题突破口。,31/69,典例1,(1)求该粒子进入磁场时速度大小和方向；,32/69,(2)在磁场区域放置绝缘挡板,BD,，挡板与,L,1,交于,C,点，已知,OC,OB,，,BC,2,CD,。粒子与挡板,BD,碰撞前后粒子平行于挡板分速度不变，垂直于挡板分速度大小不变，方向反向。当磁感应强度在,B,1,B,B,2,取值时，恰好全部取值都能使由,B,点进入磁场粒子不与挡板,CD,段碰撞，并能从,L,2,上,OB,段射出磁场，,求：,B,1,、,B,2,值，,求：粒子离开磁场位置到,O,点最远距离。(不考虑粒子再次进入磁场情况，也不考虑,B,1,B,B,2,以外取值),33/69,34/69,35/69,36/69,(1)求此电场场强大小,E,；,(2)若粒子能在,OL,与,x,轴所围区间内返回到虚线,OL,上，求粒子从,M,点出发到第二次经过,OL,所需要最长时间。,37/69,38/69,39/69,40/69,41/69,42/69,1复合场模型,电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域情况。,2带电粒子在复合场中运动情况分析,(1)当带电粒子在复合场中所受协力为零时，做匀速直线运动(如速度选择器)或处于静止状态。,(2)当带电粒子所受重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于于磁场平面内做匀速圆周运动。,热点二带电粒子在复合场中运动,43/69,3带电粒子在复合场中受力情况分析,带电粒子在复合场中运动问题是电磁学知识和力学知识结合，分析方法和力学问题分析方法基本相同，即均用动力学观点、能量观点来分析，不一样之处是多了电场力、洛伦兹力，二力特点是电场力做功与路径无关，洛伦兹力方向一直和运动速度方向垂直永不做功等。,44/69,典例2,45/69,(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)油滴在,P,点得到初速度大小；,(3)油滴在第一象限运动时间。,46/69,解析,(1)依据受力分析(如图)可知油滴带负电荷,47/69,48/69,49/69,50/69,(1)碰前,A,球速度；,(2)碰后,A,球速度；,(3)若碰后电场方向反向(桌面足够长)，小球,A,在碰撞结束后，到刚离开桌面运动整个过程中，协力对,A,球所做功。,51/69,解析,(1)设小球,A,匀速运动速度为,v,A,1,，从,A,到,B,过程中匀速运动，由平衡条件可得：,qE,f,而,f,F,N,、,F,N,qB,v,A,1,m,A,g,所以,qE,(,qB,v,A,1,m,A,g,),代入数据得,v,A,1,2 m/s,52/69,53/69,54/69,1带电粒子在交变电场或磁场中运动情况比较复杂，一定要从粒子受力情况分析，分析清楚粒子在不一样时间间隔内运动情况。,(1)若交变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，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依次经过不一样特点电场或磁场或复合场，从而表现出“多过程”现象，其运动特点既复杂又隐蔽。,热点三带电粒子在交变电磁场中运动,55/69,2带电粒子在交变电、磁场中运动分析方法,(1)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。,(2)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。,(3)把粒子运动分解成多个运动阶段分别进行处理，依据第一阶段上受力情况确定粒子运动规律。,56/69,典例3,57/69,58/69,59/69,60/69,故粒子从,t,0时刻开始运动一个周期内轨迹如图所表示。,61/69,62/69,63/69,(1)求匀强电场,E,大小；,(2)求匀强磁场,B,大小；,(3)若当电子抵达,M,点时，在正方形区域换加如图乙所表示周期性改变磁场(以垂直于纸面向外为磁场正方向)，最终电子运动一段时间后从,N,点飞出，求正方形磁场区域磁感应强度,B,0,大小表示式、磁场改变周期,T,与,B,0,关系式。,64/69,解析,(1)电子飞出电场方向与,x,轴成30,65/69,66/69,(3)若电子从,N,点飞出，在磁场中运动如图所表示,67/69,68/69,69/69,
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