高考物理第二轮复习课件带电粒子在恒力作用下做曲线运动.ppt

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,高考物理第二轮复习课件带电粒子在恒力作用下做曲线运动,高考物理第二轮复习课件带电粒子在恒力作用下做曲线运动高考物理第二轮复习课件带电粒子在恒力作用下做曲线运动1.当带电粒子进入匀强电场(或复合场)的初速度方,向及电场力(或合外力)不在一条直线上，粒子将做,匀变速 曲线运动如类平抛运动,2若带电粒子垂直射入匀强电场中：,沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间：t=/v0,沿电场力方向为初速为零的匀加速直线运动：,aF/m=qE/m=qU/md,离开电场时偏移量：,离开电场时的偏转角：,1.,当带电粒子进入匀强电场,(,或复合场,),的初速度方,向及电场力,(,或合外力,),不在一条直线上，粒子将做,匀变速,曲线运动如类平抛运动,2,若带电粒子垂直射入匀强电场中：,沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间：,t=,/v,0,沿电场力方向为初速为零的,匀加速,直线运动：,a=F/m=qE/m=,qU/md,离开电场时偏移量：,离开电场时的偏转角：,由式可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极板间的,l/2,处沿直线射出似的,方法指导：,电场和复合场中的类平抛运动及平抛运动有很多相似之处，特别是研究方法基本上是相同的然而，更应该注意研究的是它们的不同之处：,1.,对于带电粒子垂直于电场方向射入匀强电场中的类平抛运动，应注意匀强电场通常有一定的宽度，带电粒子一般都会射出电场；因此，射出电场时相对于射入时的偏转距离和运动方向的偏转角度，是我们研究的重要物理量,2,带电粒子射出电场后的运动，一般都是,匀速直线运动；射出电场时带电粒子瞬时速度的大小和方向，决定了带电粒子离开电场后的运动情况,3,对于较为复杂的复合场中带电体在相互垂直的恒力作用下的曲线运动的情况，则通常采用分方向研究的方法，以相互垂直的两恒力方向为运动分解方向去处理,1,带电粒子在匀强电场中偏转,【,例,1】,如图所示，长,L,=0.4m,的两平行金属板,A,、,B,竖直放置，相距,d,=0.02m,，两板间接入恒定电压为,182V,且,B,板接正极,.,一电子质量,m,=9.1,10,-31,kg,，电荷量,e,=1.6,10,-19,C,，以,v,0,=4,10,7,m/s,的速度紧靠,A,板向上射入电场中，不计电子的重力问电 子能否射出电场？若能，计算 在电场中的偏转距离；若 不能，在保持电压不变的情况下,B,板至少平移多少，电子才能射出电场？,忽略重力和空气阻力，粒子的运动为类平抛运动，研究的方法和平抛运动类似，但要注意克服思维定式，要具体分析物体的初速度方向和受力方向，不要总认为水平方向匀速，竖直方向匀变速还要注意类平抛运动和平抛运动的区别：所有平抛运动的加速度都是重力加速度，而带电粒子的类平抛运动的加速度,a=.,要具体问题具体分析，并且加速度可能会随着两板间距离的变化、电势差的变化而变化,【点评,】,【,同类变式,1,】,(2011,株洲二中模拟,),如图,所示，一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场，若不计重力，下列四个选项中能正确描述粒子在电场中运动轨迹的是,(,),【解析】,电荷在电场中做类平抛运动，受力方向总是沿电场线方向，轨迹向右弯曲，,C,正确,2,超重和失重问题的讨论,【,例,2】,如图所示，真空室中速度,v,0,=1.6,10,7,m/s,的电子束，连续地沿两水平金属板中心线,OO,射入，已知极板长,l,=4cm,，板间距离,d,=1cm,，板右端距离荧光屏,PQ,为,L,=18cm.,电子电荷量,e,=1.6,10,-19,C,，质量,m,=0.91,10,-30,kg.,若在电极,ab,上加,u,=20,sin,100,p,t(V),的交变电压，在荧光屏的竖直坐标轴,y,上能观 测 到多长的线 段？,(,设极板间的电场是均匀的、两板外 无电场、荧光屏足够大,.),【点评,】,解答本题要注意,4,个关键点：,电子经过偏转电场的时间极短，可认为此,过程板间电压不变,求出电子恰好打在极板上的电压,求出电子偏角最大时打在荧光屏上的位置,由上、下对称求出亮线长度,2,在复合场中受两个恒力作用下的曲线运动,【,例,3】,板间距离为,0.1m,电势差,为,1000 V,的电容器竖直放置，如,图 所示，现从平行板上的,A,点以,v,0,=3m/s,的速度水平向左射入一质,量为,0.02g,，带电荷量为,+10,-7,C,的,小球，经一段时间后,球到,A,点正,下方的,B,点，则,A,、,B,间的距离为,多少？,(,取,g,=10m/s,2,),【,切入点,】,带电小球重力不能忽略，所受合力为恒 力，且及,v,0,不在同一直线上，做匀变速曲线运动,【解析】,小球从,A,点射入电场后，,其运动轨迹如图 所示，小球在水,平方向受到向右的电场力，做匀,变速运动,(,类似于竖直上抛运动,),，,则小球从,A,到,B,运动的时间为,【,点评,】,(1),本题考查熟练应用运动的分解的方法研究复杂运动的能力以及力学和电学知识的综合应用能力本题设定的物理情景是带电小球受重力和电场力两个恒力作用，且初速度方向及合外力方向成非,90,夹角，故不是类平抛运动，此类曲线运动通常把运动沿相互垂直的两个恒力方向分解,(2),根据物体的受力方向和初速度方向确定运动,分解的方向是处理该类问题的关键,【,同类变式,2】,如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为,L,，板间距离为,d,，在板右端,L,处有一竖直放置的光屏,M,，一带电荷量为,q,，质量为,m,的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在,M,屏上，则下列结论正确的是,(,),A.,板间电场强度大小为,mg/q,B.,板间电场强度大小为,2,mg/q,C.,质点在板间的运动时间和它,从板的右端运动到光屏的时,间相等,D.,质点在板间的运动时间大于,它从板的右端运动到光屏的时间,【解析】,当质点所受电场力方向向上且大于重力时，质点才可能垂直打到屏上,由运动的合成及分解，可知质点在水平方向上一直做匀速直线运动，,所以,质点在电场中做类平抛运动的时间和在重力场中做斜上抛运动的时间相等,由运动规律可知质点在水平方向上做匀速直线运动，,v,x,=v,0,；在竖直方向上：在电场中,v,y,=,at,，如图所示，离开电场后质点做斜上抛运动，,v,y,=,gt,，,由此,运动过程的对称性可知,a=g,，由牛顿第二定律得：,qE-mg=ma=mg,，解得：,E,=2,mg,/,q,.,故,B,、,C,正确,【,例,4】(2011,湖南师大附中高三月考,),如图所示，在平面内的第,象限中有沿,-,y,方向的匀强电场，场强大小为,E,，只有第,和第,象限有匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向里，有一质量为,m,，电荷量为,e,的电子，从,y,轴的,P,点以初速,度,v,0,垂直于电场方向进入电,场，,P,点坐标为,(0,，,),，经,电场偏转后，及,x,轴负半轴,成一定角度进入磁场，设磁,感应强度,B,的大小 为,.,求：,(1),电子经过,x,轴负半轴的坐标和此时速度方向及,-x,轴方向的夹角；,(2),电子再次经过,y,轴负半轴的坐标,【,切入点,】,本题是空间交替型的复合场问题，应依次分别分析,答案：,(1)45,；,(2),谢谢！,