高考物理复习微专题12带电粒子在复合场中的运动.pptx

单击此处编辑母版文本样式,返回导航,第九章磁场,高考总复习 物理,磁场,第 九 章,微专题12带电粒子在复合场中运动,1/35,栏,目,导,航,命题点一,带电粒子在叠加场中运动,命题点二 带电粒子在组合场中运动,考点三,考点四,模拟演练稳基提能,课后回顾高效练习,2/35,1,带电体在叠加场中无约束情况下运动,(1)洛伦兹力、重力并存,若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动,若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题,(2)静电力、洛伦兹力并存(不计重力微观粒子),若静电力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动,若静电力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题,带电粒子在叠加场中运动,3/35,(3)静电力、洛伦兹力、重力并存,若三力平衡，一定做匀速直线运动,若重力与静电力平衡，一定做匀速圆周运动,若协力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒定律或动能定理求解问题,2,带电体在叠加场中有约束情况下运动,带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束情况下，常见运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要经过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功特点，利用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求解,4/35,5/35,(1)经过计算判断，小球,M,能否抵达圆环最高点,(2)小球,M,速度最大时，圆环对小球,M,弹力,(3)小球,M,电势能改变量最大值,答案：,(1)看法析(2)0.096 N沿圆环径向向外,(3)0.201 6 J,6/35,解析：,(1)设,M,、,N,在转动过程中，绳对,M,、,N,做功分别为,W,T,、,W,T,，则,W,T,W,T,0，,设,M,抵达圆环最高点时，,M,、,N,动能分别为,E,kM,、,E,kN,，,对,M,，洛伦兹力不做功，由动能定理得,qER,m,M,gR,W,T,E,kM,，,对,N,，由动能定理得,W,T,m,N,gR,E,kN,，,联立解得,E,kM,E,kN,0.06 J，,即,M,在圆环最高点时，系统动能为负值，故,M,不能抵达圆环最高点,(2)设,N,转过,角时，,M,、,N,速度大小分别为,v,M,、,v,N,，因,M,、,N,做圆周运动半径和角速度均相同，故,v,M,v,N,，,对,M,，洛伦兹力不做功，由动能定理得,7/35,8/35,9/35,带电粒子在叠加场中运动分析方法,(1)搞清叠加场组成,(2)进行受力分析,(3)确定带电粒子运动状态，注意运动情况和受力情况结合,(4)对于粒子连续经过几个不一样种类场时，要分阶段进行处理,(5)画出粒子运动轨迹，灵活选择不一样运动规律,当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时，依据受力平衡列方程求解当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，应用牛顿运动定律结合圆周运动规律求解当带电粒子做复杂曲线运动时，普通用动能定理或能量守恒定律求解对于临界问题，注意挖掘隐含条件,10/35,11/35,(1)小球带何种电荷；,(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做功,(3)小球从,F,点飞出时磁场同时消失，小球离开,F,点后运动轨迹与轨道,AC,所在直线交点为,G,(,G,点未标出)，求,G,点到,D,点距离,答案：,(1)带正电荷(2)27.6 J(3)2.26 m,12/35,13/35,14/35,1设在地面上方真空室内存在匀强电场和匀强磁场已知电场强度和磁感应强度方向是相同，电场强度大小,E,4.0 V/m,磁感应强度大小,B,0.15 T，今有一个带负电质点以,v,20 m/s速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动，求此带电质点电量与质量之比,q,/,m,以及磁场全部可能方向(角度可用反三角函数表示),解析：,依据带电质点做匀速直线运动条件，得知此带电质点所受重力、电场力和洛伦兹力协力必定为零由此推知此三个力同一竖直平面内，如图所表示，质点速度垂直纸面向外,15/35,16/35,1,组合场：,电场与磁场各位于一定区域内，并不重合，电场、磁场交替出现,2,分析思绪,(1)划分过程：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,(2)找关键点：确定带电粒子在场区边界速度(包含大小和方向)是处理该类问题关键,(3)画运动轨迹：依据受力分析和运动分析，大致画出粒子运动轨迹图，有利于形象、直观地处理问题,带电粒子在组合场中运动,17/35,(1)粒子源发射粒子速度,v,0,及从,b,点离开磁场粒子在磁场中运动最长时间,t,m,；,(2)电场强度方向及大小,18/35,19/35,20/35,21/35,带电粒子在分离电场和磁场中运动问题分析,(1)带电粒子在电场和磁场组合场中运动依据粒子在运动过程中受力情况，确定运动轨迹，计算粒子运动时间、位移等物理量因为电场与磁场是分离，带电粒子在电场中受到恒定电场力作用，加速度恒定，可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动进入磁场之后，在磁场中受到洛伦兹力作用，粒子在磁场中做匀速圆周运动,(2)处理带电粒子在电场中运动，用动能定理较为简单,(3)解题过程中要注意不要漏解,22/35,23/35,解析：,(1)因为电场力做功与路径无关，且点电荷从,a,点沿不一样方向射出时抵达,b,点时动能最大，说明在圆周上,b,点电势最低，则过,b,点所作外接圆切线为,b,点等势线，又因为电场线总是与等势面相垂直，且由高等势面指向低等势面，故图中,Ob,方向即为场强方向,设外接圆半径为,R,，由几何关系知,L,2,R,cos 30，由功效关系知电场力做功等于动能增量,E,k,Eq,(,R,R,sin 30)，解得,R,0.3 m，,E,18 N/C,24/35,25/35,26/35,27/35,(1)小球从,A,点出发时初速度大小；,(2)磁感应强度,B,大小,28/35,29/35,3,(江西红色七校模拟),如图所表示，粒子源,O,能够源源不停地产生初速度为零正离子同位素，即这些正离子带相同电荷量,q,，质量却不相同全部正离子先被一个电压为,U,0,匀强加速电场加速，再从两板中央垂直射入一个匀强偏转电场，已知此偏转电场两板间距为,d,，板间电压为2,U,0,，偏转后经过下极板上小孔,P,离开电场经过一段匀速直线运动后，正离子从,Q,点垂直于边界,AB,进入一正方形区域匀强磁场(磁感应强度为,B,，方向垂直于纸面向里)，不计正离子重力及离子间相互作用,30/35,(1)当正离子从,P,点离开偏转电场时，求,P,点和极板左端间距离,L,以及此时速度偏转角,.,(2)求质量为,m,离子在磁场中做圆周运动半径,R,.,(3)若质量为4,m,离子垂直打在磁场边界,AD,中点处，求能打在边界,AD,上正离子质量范围,31/35,32/35,33/35,34/35,谢,谢,观,看,35/35,