第5课时-带电粒子在组合、复合场中的运动省名师优质课赛课获奖课件市赛课百校联赛优质课一等奖课件.ppt

目标定位,自主梳理,要点例析,走向高考,返回目录,课时训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,目标定位,自主梳理,要点例析,走向高考,返回目录,课时训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,目标定位,自主梳理,要点例析,走向高考,返回目录,课时训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,目标定位,自主梳理,要点例析,走向高考,返回目录,课时训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,目标定位,自主梳理,要点例析,走向高考,返回目录,课时训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,目标定位,自主梳理,要点例析,走向高考,返回目录,课时训练,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,第,5,课时带电粒子在组合、复合场中运动,(,组合场、复合场及应用实例,),1/60,2/60,1,知道速度选择器、质谱仪、盘旋加速器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件工作原理及应用,2,掌握带电粒子在复合场中运动问题处理方法,3/60,4/60,5/60,6/60,7/60,8/60,9/60,了解带电粒子在复合场中运动这几个实例时，一定要从其共性,qE,qvB,出发,10/60,1,(,年福建质检,),盘旋加速器是加速带电粒子装置其主体部分是两个,D,形金属盒，两金属盒处于垂直于盒底匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间狭缝时都得到加速，如图所表示现要增大带电粒子从盘旋加速器射出时动能，以下方法可行是,(,A,),A,增大金属盒半径,B,减小狭缝间距离,C,增大高频交流电压,D,减小磁场磁感应强度,11/60,2,当前，世界上正在研究一个新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它原理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板,A,、,B,，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，以下说法错误是,(,B,),A,B,板带正电,B,A,板带正电,C,其它条件不变，只增大射入速度，,U,AB,增大,D,其它条件不变，只增大磁感应强度，,U,AB,增大,12/60,3,(,年广东卷改编,),如图是质谱仪工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交匀强磁场和匀强电场强度分别为,B,和,E,.,平板,S,上有可让粒子经过狭缝,P,和统计粒子位置胶片,A,1,A,2,.,平板,S,下方有强度为,B,0,匀强磁场以下表述错误是,(,D,),A,质谱仪是分析同位素主要工具,B,速度选择器中磁场方向垂直纸面向外,C,能经过狭缝,P,带电粒子速率等于,E,/,B,D,粒子打在胶片上位置越靠近狭缝,P,，粒子荷质比越小,13/60,14/60,带电粒子在组合场中运动,1,三种场力特点,15/60,2.,带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转区分,16/60,17/60,3.,在电场和磁场组合而成组合场中运动,带电粒子分别在两个区域中做类平抛和匀速圆周运动，经过连接点速度将两种运动联络起来，普通可用类平抛和匀速圆周运动规律求解另外，准确画好运动轨迹图是解题关键,18/60,【,例,1】,(,年全国卷,),(18,分,),如图所表示，在宽度分别为,l,1,和,l,2,两个毗邻条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界限平行向右一带正电荷粒子以速率,v,从磁场区域上边界,P,点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界限方向进入电场，最终从电场边界上,Q,点射出已知,PQ,垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界限交点到,PQ,距离为,d.不计重力，求电场强度与磁感应强度大小之比以及粒子在磁场与电场中运动时间之比,19/60,20/60,21/60,22/60,这类问题处理思绪：,23/60,针对训练,1-1,：,(,年南京市模拟,),如图所表示，在,xOy,平面内第,象限中有沿,y,方向匀强电场，场强大小为,E.,在第,和第,象限有匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向里，有一个质量为,m,，电荷量为,e,电子，从,y,轴,P,点以大小为,v,0,初速度垂直于电场方向进入电场，,P,点坐标为,(0,，,),，经电场偏转后，与,x,轴负半轴成一定角度进入磁场，设磁感应强度,B,大小为,.,求：,(1),电子经过,x,轴负半轴坐标和此时速度方向与,x,轴方向夹角；,(2),电子再次经过,y,轴负半轴坐标,24/60,25/60,26/60,带电粒子在复合场,(,叠加场,),中运动情况,1,直线运动,自由带电粒子,(,无轨道约束,),在复合场,(,三场共存,),中直线运动是匀速直线运动，除非运动方向沿磁场方向而不受洛伦兹力这是因为电场力和重力都是恒力当速度改变时，会引发洛伦兹力改变，协力也对应发生改变，粒子运动方向就要改变而做曲线运动在详细题目中，应依据,F,合,0,进行计算,2,匀速圆周运动,当带电粒子在复合场,(,三场共存,),中，重力与电场力相平衡，粒子运动方向与匀强磁场方向垂直时，带电粒子就做匀速圆周运动此种情况下要同时应用平衡条件和向心力公式来进行分析,3,普通曲线运动,当带电粒子所受合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹不是圆弧，也不是抛物线，普通用动能定理或功效关系计算,27/60,28/60,29/60,30/60,31/60,32/60,33/60,考点一：带电粒子在电场、磁场中运动应用实例,34/60,答案：,B.,35/60,考点二：带电粒子在复合场中运动,【,例,2】,(,能力题,)(,年天津卷,),如图所表示，直角坐标系,xOy,位于竖直平面内，在水平,x,轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场磁感应强度为,B,，方向垂直,xOy,平面向里，电场线平行于,y,轴一质量为,m,、电荷量为,q,带正电小球，从,y,轴上,A,点水平向右抛出，经,x,轴上,M,点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从,x,轴上,N,点第一次离开电场和磁场，,M,、,N,之间距离为,L,，小球过,M,点时速度方向与,x,轴正方向夹角为,.,不计空气阻力，重力加速度为,g,，求,(1),电场强度,E,大小和方向；,(2),小球从,A,点抛出时初速度,v,0,大小；,(3)A,点到,x,轴高度,h.,36/60,37/60,38/60,39/60,(,年宁夏、辽宁卷，,25),如图所表示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为,E,，方向与,y,轴平行；在,x,轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直一质量为,m,、电荷量为,q(q0),粒子以平行于,x,轴速度从,y,轴上,P,点处射入电场，在,x,轴上,Q,点处进入磁场，并从坐标原点,O,离开磁场粒子在磁场中运动轨迹与,y,轴交于,M,点已知,OP,l,，,OQ,2l.,不计重力，求：,(1)M,点与坐标原点,O,间距离；,(2),粒子从,P,点运动到,M,点所用时间,40/60,41/60,42/60,(1),本题考查带电粒子在组合场中运动；,(2),解本类题往往要用前一过程计算结果判断下一过程，且要注意周期性、对称性,43/60,44/60,【,测控导航,】,考点,题号,1.,应用实例,3,2.,组合场中运动问题,5,、,8,3.,复合场中运动问题,1,、,2,、,4,、,6,、,7,、,9,45/60,1,如图所表示，一个带负电物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时速度为,v,，若加上一个垂直纸面向外磁场，则滑到底端时,(,B,),A,v,变大,B,v,变小,C,v,不变,D,不能确定,解析：,洛伦兹力即使不做功，但其方向垂直斜面向下，使物体与斜面间正压力变大，故摩擦力变大，损失机械能增加,46/60,2,如图所表示，空间内存在着方向竖直向下匀强电场,E,和垂直纸面向里匀强磁场,B,，一个质量为,m,带电液滴，在竖直平面内做圆周运动，以下说法错误是,(,D,),A,液滴在运动过程中速率不变B,液滴所带电荷一定为负电荷，电荷量大小为,mg,/,E,C,液滴一定沿顺时针方向运动,D,液滴能够沿逆时针方向运动，也能够沿顺时针方向运动,解析：,因为受重力、电场力和洛伦兹力三个力作用，故圆周运动一定为匀速圆周运动，且有,qE,mg,，液滴带负电，洛伦兹力充当向心力，一定沿顺时针方向运动，故,ABC,正确,47/60,3,关于盘旋加速器加速带电粒子所取得能量，以下结论中正确是,(,A,),A,与加速器半径相关，半径越大，能量越大,B,与加速器磁场相关，磁场越强，能量越小,C,与加速器电场相关，电场越强，能量越大,D,与带电粒子质量和电荷量均相关，质量和电荷量越大，能量越大,48/60,4设空间中存在竖直向下匀强电场和垂直纸面向里匀强磁场，如图所表示已知一离子在电场力和洛伦兹力作用下，从静止开始自,A,点沿曲线,ACB,运动，抵达,B,点时速度为零，,C,点是运动最低点，忽略重力，以下说法中错误是,(,D,),A,这个离子必带正电荷,B,A,点和,B,点位于同一高度,C,离子在,C,点时速度最大,D,离子达,B,点后将沿原路返回,A,点,49/60,解析：,开始在,A,点时，因为离子静止，它只受电场力，电场力使它取得加速度经很短时间，离子便取得速度，今后离子在受电场力同时，还受洛伦兹力，致使离子做曲线运动由图中曲线位于,A,点下方，可知离子在,A,点时加速度是向下，从而可知它所受电场力方向是向下，可见离子带正电,在离子沿曲线运动过程中，因为只有电场力对离子做功，从而可知离子电势能和动能总和守恒，由,W,qU,可知，,A,、,B,两点在电场中必处于同一等势面上，也就是它们距负极板距离相等，因为负极板是水平，因而,A,、,B,位于同一高度,在运动过程中，由离子电势能和动能总和守恒及离子在,C,点电势能最小可知，离子在,C,点动能应为最大,离子带正电，它达,B,点后因为静止而只受向下电场力，其加速度也是向下待离子取得很小速度后，依据左手定则，它所受洛伦兹力应是向右，离子应向右偏离，不可能沿原路返回,A,点,50/60,51/60,6,如图所表示是速度选择器示意图，若要正常工作，则以下叙述正确是,(,D,),A,P,1,电势必须高于,P,2,电势,B,磁感应强度,B,、电场强度,E,和被选择粒子速率,v,应满足,v,BE,C,从,S,2,出来只能是正电荷，不能是负电荷,D,若把磁场和电场方向都改变为原来相反方向，速度选择器一样正常工作,52/60,53/60,7,(,年江南十校联考,),如图所表示装置可测离子比荷,(,荷质比,),离子源,A,产生初速度可忽略不计正离子，被电压为,U,0,加速电场加速后匀速经过准直管，然后从,O,点垂直射入匀强偏转电场，能恰好从,HM,极板上小孔,S,射出，马上进入垂直纸面向外磁感应强度为,B,匀强磁场区，最终打在水平放置底片,D,1,D,2,D,点,(,底片右端,D,1,紧靠小孔,S,),已知,HO,d,，,HS,2,d,，,DS,L,，忽略离子所受重力试求,(1),偏转电场场强,E,大小；,(2),离子比荷,54/60,55/60,8,如图所表示为一个质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成已知：静电分析器通道半径为,R,，均匀辐射电场场强为,E.,磁分析器中有垂直纸面向外匀强磁场，磁感应强度为,B.,忽略重力影响问：,(1),为了使位于,A,处电荷量为,q,、质量为,m,离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线经过静电分析器，加速电场电压,U,应为多大？,(2),离子由,P,点进入磁分析器后，最终打在感光胶片上,Q,点，该点距入射点,P,多远？,56/60,57/60,9,(,拓展探究题,),如图，一质量为,m,、电荷量为,q,带电小环套在光滑轨道上，环状轨道半径为,R,，直轨道长度为,R.,以水平线,MN,为界，空间分为两个区域，区域,为磁感应强度为,B,水平向里匀强磁场，区域,和,有竖直向上匀强电场将小环在直轨道,CD,下端,C,点无初速度释放,(,已知区域,和,匀强电场场强大小为,E,2mg/q,，重力加速度为,g),，求：,(1),小环在第一次经过轨道最高点,A,时速度,v,A,大小；,(2),小环在第一次经过轨道最高点,A,时受到轨道压力,58/60,59/60,谢谢观赏,谢谢观赏,60/60,