高考物理复习第八章磁场第三课时带电粒子在复合场中的运动市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

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,3,课时带电粒子在复合场中运动,1/34,考点一 带电粒子在组合场中运动,1,复合场中粒子重力是否考虑三种情况,(1),对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力普通情况下与电场力或磁场力相比太小，能够忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等普通应该考虑其重力,(2),在题目中有明确说明是否要考虑重力，这种情况按题目要求处理比较正规，也比较简单,(3),不能直接判断是否要考虑重力，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力,2/34,2,“,磁偏转,”,和,“,电偏转,”,差异,3/34,【,例,1】,(,重庆卷,),如图所表示为某种离子加速器设计方案两个半圆形金属盒内存在相同垂直于纸面向外匀强磁场其中,MN,和,MN,是间距为,h,两平行极板，其上分别有正正确两个小孔,O,和,O,，,ON,ON,d,，,P,为靶点，,(OP,kd,，,k,为大于,1,整数,),极板间存在方向向上匀强电场，两极板间电压为,U.,质量为,m,、带电量为,q,正离子从,O,点由静止开始加速，经,O,进入磁场区域当离子打到极板上,ON,区域,(,含,N,点,),或外壳上时将会被吸收两虚线之间区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过忽略相对论效应和离子所受重力求：,4/34,(1),离子经过电场仅加速一次后能打到,P,点所需磁感应强度大小；,(2),能使离子打到,P,点磁感应强度全部可能值；,(3),打到,P,点能量最大离子在磁场中运动时间和在电场中运动时间,5/34,6/34,7/34,8/34,9/34,10/34,方 法 总 结,处理带电粒子在组合场中运动问题思绪方法,11/34,1,(,济南模拟,),如图所表示，在,x,轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为,B,，方向垂直于纸面向外；在,x,轴下方存在匀强电场，电场方向与,xOy,平面平行，且与,x,轴成,45,夹角一质量为,m,、电荷量为,q(q,0),粒子以速度,v,0,从,y,轴上,P,点沿,y,轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时速度方向与电场方向相反；又经过一段时间,T,0,，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力,12/34,(1),求粒子从,P,点出发至第一次抵达,x,轴时所需时间；,(2),若要使粒子能够回到,P,点，求电场强度最大值,13/34,14/34,15/34,考点二 带电粒子在叠加场中运动,1,带电粒子在叠加场中无约束情况下运动情况分类,(1),磁场力、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),电场力、磁场力并存,(,不计重力微观粒子),：,若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动；,若电场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,16/34,(3),电场力、磁场力、重力并存：,若三力平衡，一定做匀速直线运动；,若重力与电场力平衡，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，可用能量守恒或动能定理求解问题,17/34,2,带电粒子在叠加场中有约束情况下运动,带电体在复合场中受轻杆、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出结果,18/34,【,例,2】,(,郑州模拟,),一束硼离子以不一样初速度，沿水平方向经过速度选择器，从,O,点进入方向垂直纸面向外匀强偏转磁场区域，分两束垂直打在,O,点正下方硼离子探测板上,P,1,和,P,2,点，测得,OP,1,OP,2,2,3,，如图甲所表示速度选择器中匀强电场电场强度为,E,，匀强磁场磁感应强度为,B,1,，偏转磁场磁感应强度为,B,2,，若撤去探测板，在,O,点右侧磁场区域中放置云雾室，硼离子运动轨迹如图乙所表示设硼离子在云雾室中运动时受到阻力,F,f,kq,，式中,k,为常数，,q,为硼离子电荷量不计硼离子重力求：,19/34,(1),硼离子从,O,点射出时速度大小；,(2),两束硼离子电荷量之比；,(3),两种硼离子在云雾室里运动旅程之比,20/34,21/34,22/34,23/34,2,(,沈阳模拟,),如图所表示，有位于竖直平面上半径为,R,圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直向下，场强为,E,匀强电场中，下半部分处于垂直水平面向里匀强磁场中；质量为,m,，带正电，电荷量为,q,小球，从轨道水平直径,M,端由静止释放，若小球在某一次经过最低点时对轨道压力为零，求：,24/34,25/34,26/34,27/34,带电粒子在交变电场、磁场中运动,1,处理带电粒子在交变电场、磁场中运动问题时，关键要明确粒子在不一样时间段内、不一样区域内受力特征，对粒子运动情景、运动性质做出判断,2,这类问题普通都含有周期性，在分析粒子运动时，要注意粒子运动周期、电场周期、磁场周期关系,3,带电粒子在交变电磁场中运动仍遵照牛顿运动定律、运动合成与分解、动能定理、能量守恒定律等力学规律，所以这类问题研究方法与质点动力学相同,方 法 技 巧 思 维 提 升,28/34,典例,如图甲所表示，宽度为,d,竖直狭长区域内,(,边界为,L,1,、,L,2,),，存在垂直纸面向里匀强磁场和竖直方向周期性改变电场,(,如图乙所表示,),，电场强度大小为,E,0,，,E0,表示电场方向竖直向上,t,0,时，一带正电、质量为,m,微粒从左边界上,N,1,点以水平速度,v,射入该区域，沿直线运动到,Q,点后，做一次完整圆周运动，再沿直线运动到右边界上,N,2,点,Q,为线段,N,1,N,2,中点，重力加速度为,g.,上述,d,、,E,0,、,m,、,v,、,g,为已知量,29/34,(1),求微粒所带电荷量,q,和磁感应强度,B,大小；,(2),求电场改变周期,T,；,(3),改变宽度,d,，使微粒仍能按上述运动过程经过对应宽度区域，求,T,最小值,30/34,思绪导引,(1)N,1,Q,段直线运动分析：受力平衡,(2),圆周运动分析：重力与电场力平衡、洛伦兹力提供向心力,(3),直线运动时间圆周运动时间周期,(4),磁场宽度临界值：,d,2R.,31/34,32/34,33/34,34/34,