高中物理选修3带电粒子在复合场中运动.pptx

结束放映,返回目录,板块导航,1.,抓住三个考点,2.,突破三个考向,3.,聚焦一个热点,4.,随堂基础演练,获取详细资料请浏览：,结束放映,返回目录,板块导航,1.,抓住三个考点,2.,突破三个考向,3.,聚焦一个热点,4.,随堂基础演练,获取详细资料请浏览,：,选修,3-1,第八,章,磁 场,第,3,讲,带电粒子在复合场中的运动,聚焦一个热点,抓住三个考点,备选视频展台,突破三个考向,随堂,基础演练,1.,复合场,2.,带电粒子在复合场中的运动分类,3.,电场磁场同区域应用实例,1.,带电粒子在分离复合场中的运动,2.,带电粒子在叠加复合场中的运动,3.,带电粒子在交变复合场中的运动,命题热点,12,带电粒子在复合场中的运动,1.,命题专家评述,2.,阅卷老师叮咛,3.,典例,预测,第,3,讲,带电粒子在复合场中的运动,第,八,章,磁场,备选多媒体展台,1.磁现象和磁场-奥斯特实验,2.地磁场分布,3.通电螺线管的磁场,4.探究通电导线在磁场中受的力与,I,和,L,的关系,5.安培分子电流假说,6.质谱仪原理,7.磁场对运动电荷的作用力-等离子体磁流体发电机,显示,/,隐藏,01,抓住三个考点,【,思维驱动,】,如图所示，一带电小球在一正交电场、磁,场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直,向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说,法正确的是,(,),A,小球一定带正电,B,小球一定带负电,C,小球的绕行方向为顺时针,D,改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动,考纲点击,1,复合场,解析,由于小球做匀速圆周运动，有,qE,mg,，电场力方向竖直向上，所以小球一定带负电，故,A,错、,B,正确；洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力，由左手定则可判定小球绕行方向为顺时针，故,C,正确；改变小球速度大小，小球仍做圆周运动，,D,错误,答案,BC,解析,/,显隐,mg,qE,qvB,01,抓住三个考点,【,知识存盘,】,复合场是指电场、,_,和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在从场的复合形式上一般可分为如下四种情况：,相邻场；,重叠场；,交替场；,交变场,.,磁场,【,思维驱动,】,01,抓住三个考点,(2012,龙岩检测,),如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴,P,恰好处于静止状态，则下列说法正确的是,(,),A,若仅撤去磁场，,P,可能做匀加速直线运动,B,若仅撤去电场，,P,可能做匀加速直线运动,C,若给,P,一初速度，,P,不可能做匀速直线运动,D,若给,P,一初速度，,P,可能做匀速圆周运动,考纲点击,2,带电粒子在复合场中的运动分类,解析,P,处于静止状态，带负电荷，,mg,qE,，若仅撤去磁场，,P,仍静止，,A,错；仅撤去电场，,P,向下加速，同时受到洛伦兹力，将做复杂的曲线运动，B,错；给,P,一初速度，垂直磁场方向，因,mg,qE,，,P,只受洛伦兹力作用，将做匀速圆周运动，,C,错、,D,对,答案,D,解析,/,显隐,mg,qE,01,抓住三个考点,1,静止或匀速直线运动,当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于,_,状态或做,_,2,匀速圆周运动,当带电粒子所受的重力与电场力大小,_,，方向,_,时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做,_,运动,3,较复杂的曲线运动,当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上，粒子做,_,变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线,4,分阶段运动,带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成,.,【,知识存盘,】,静止,匀速直线运动,相等,相反,匀速圆周,非匀,01,抓住三个考点,【,思维驱动,】,(2012,海南单科，,2),如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变,(,),A,粒子速度的大小,B,粒子所带的电荷量,C,电场强度,D,磁感应强度,考纲点击,3,电场磁场同区域应用实例,解析,粒子以某一速度沿水平直线通过两极板，其受力平衡有,EqBqv,，则知当粒子所带的电荷量改变时，粒子所受的合力仍为,0,，运动轨迹不会改变，故,B,项正确,答案,B,解析,/,显隐,01,抓住三个考点,【,知识存盘,】,01,抓住三个考点,【,温馨提示,】,复合场中重力是否考虑的三种情况,(1),对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等，一般应考虑其重力,(2),在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力,(3),不能直接判断是否考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否考虑重力,.,本栏内容 结束,02,突破三个考向,考向,一带电粒子在分离复合场中的运动,【,典例,1】,(2012,课标，,25),如图所示，一半径为,R,的圆表示一柱形区域的横截面,(,纸面,),在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为,m,、电荷量为,q,的粒子沿图中直线在圆上的,a,点射入柱形区域，在圆上的,b,点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直圆心,O,到直线的距离为,3,R/5,现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在,a,点射入柱形区域，也在,b,点离开该区域若磁感应强度大小为,B,，不计重力，求电场强度的大小,审题导析,1.,分析电荷运动轨迹的特点，求出电荷运动半径,.,2.,明确此过程电荷的运动类型，应用对应规律列方程，结合第一个过程的规律解答问题,.,v,O,转 解析,02,突破三个考向,转,原题,02,突破三个考向,【,借题发挥,】,1,“电偏转”和“磁偏转”的比较,2.,求解带电粒子在分离复合场中运动问题的分析方法,(1),正确受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析,(2),确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合,.,(3),对于粒子连续通过几个不同区域、不同种类的场时，要分阶段进行处理,(4),画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律,02,突破三个考向,3.,带电粒子在分离复合场中运动问题的求解方法,02,突破三个考向,特别注意,(1),多过程现象中的“子过程”与“子过程”的衔接点如一定要把握“衔接点”处速度的连续性,(2),圆周与圆周运动的衔接点一要注意在“衔接点”处两圆有公切线，它们的半径重合,02,突破三个考向,【,变式跟踪,1】,如图示，,xOy,为空间直角坐标系，,PQ,与,y,轴正方向成,30,角在第四象限和第一象限的,xOQ,区域存在磁感应强度为,B,的匀强磁场，在,POy,区域存在足够大的匀强电场，电场方向与,PQ,平行，一个带电荷量为,q,，质量为,m,的带电粒子从,y,轴上的,A,(0,，,L,),点，平行于,x,轴方向射入匀强磁场，离开磁场时速度方向恰与,PQ,垂直，粒子在匀强电场中经时间,t,后再次经过x,轴，粒子重力忽略不计求：,(1),从粒子开始进入磁场到刚进入电场的时间,t,；,(2),匀强电场的电场强度,E,的大小,注意分析整个过程中,电荷在各区域的受力情况、运动规律及空间的几何关系,.,转 解析,02,突破三个考向,转,原题,02,突破三个考向,【,典例,2】,如图所示的平行板之间，存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度,B,1,0.20 T,，方向垂直纸面向里，电场强度,E,1,1.010,5,V/m,，,PQ,为板间中线紧靠平行板右侧边缘,xOy,坐标系的第一象限内，有一边界线,AO,，与,y,轴的夹角,AOy,45,，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度,B,2,0.25 T,，边界线的下方有水平向右的匀强电场，电场强度,E,2,5.010,5,V/m,，在,x,轴上固定一水平的荧光屏一束带电荷量,q,8.010,19,C,、质量,m,8.010,26,kg,的正离子从,P,点射入平行板间，沿中线,PQ,做直线运动，穿出平行板后从,y,轴上坐标为,(0,0.4 m),的,Q,点垂直,y,轴射入磁场区，最后打到水平的荧光屏上的位置,C,求：,(1),离子在平行板间运动的速度大小；,(2),离子打到荧光屏上的位置,C,的坐标；,(3),现只改变,AOy,区域内磁场的磁感应强,度大小，使离子都不能打到,x,轴上，磁,感应强度大小,B,2,应满足什么条件？,考向二带电粒子在叠加复合场中的运动,注意挖掘带电粒子整个运动过程中包含的隐含条件,.,转 审题,02,突破三个考向,转,原题,转 解析,【,审题流程,】,正离子,正离子不受重力作用,在,B,1,、,E,1,区受力平衡,在,B,2,区只受洛伦兹力,在,E,2,区只受电场力,过程一,:,匀速直线运动,过程二,:,匀速圆周运动,过程三,:,类平抛运动,平衡条件,qE,1,=qvB,1,牛顿第二定律,qvB=mv,2,/r,平抛运动规律,受力,分析,过程,分析,画轨迹,选规律,求解,确定研,究对象,运动,建模,第,(2),问确定速度方向,第,(3),问确定最大半径,E,1,q,B,1,qv,v,E,2,q,02,突破三个考向,转,原题,转 审题,1.,带电,(,体,),粒子在复合场中的运动问题求解要点,1,受力分析是基础在受力分析时是否考虑重力必须注意题目条件,2,运动过程分析是关键在运动过程分析中应注意物体做直线运动、曲线运动及圆周运动、类平抛运动的条件,3,构建物理模型是难点根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解,.,02,突破三个考向,【,借题发挥,】,2.,带电粒子在复合场中运动的分析方法,02,突破三个考向,【,变式跟踪,2】,(2012,重庆理综，,24),有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图所示两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上其中,PQNM,矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场一束比荷,(,电荷量与质量之比,),均为,1/,k,的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线,O,O,进入两金属板之间，其中速率为,v,0,的颗粒刚好从,Q,点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板重力加,速度为,g,，,PQ,3,d,，,NQ,2,d,，,收集板与,NQ,的距离为,l,，不计,颗粒间相互作用求：,(1),电场强度,E,的大小；,(2),磁感应强度,B,的大小；,(3),速率为,v,0,(,1),的颗,粒打在收集板上的位置到,O,点的距离,转 解析,注意挖掘带电粒子运动过程中隐含的关键解题条件,.,02,突破三个考向,转,原题,02,突破三个考向,考向三带电粒子在交变复合场中的运动,【,典例,3】,如图甲所示，在,xOy,平面内加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律如图乙所示,(,规定竖直向上为电场强度的正方向，垂直纸面向里为磁感应强度的正方向,),在,t,0,时刻，质量为,m,、电荷量为,q,的带正电粒子自坐标原点,O,处以,v,0,2 m/s,的速度沿,x,轴正向水平射入已知电场强度,E,0,2m/q,、磁感应强度,B,0,2m/q,，不计粒子重力求：,(1),t,s,时粒子速度的大小和方向；,(2)s,2 s,内，粒子在磁场,中做圆周运动的半径；,(3),画出,0,4 s,内粒子的运动,轨迹示意图；,(,要求：体现粒,子的运动特点,),转 审题,注意题中关键条件的理解与分析,.,【,审题视点,】,02,突破三个考向,x,y,O,转,原题,转 解析,一 读题,(1),由图乙可知,在,xOy,平面内存在电场时,不存在磁场；存在磁场时,不存在电场,.,且电场和磁场的变化周期相同；,(2),带电粒子在电场中做类平抛运动；,v,0,二 画图,画出带电粒子在交变场中的运动轨迹如右图演示所示,0,s,:,电荷做类平抛运动,s,s,:,电荷做完整圆周运动,2,s,3,s,:,电荷做类抛体运动,3,s,4,s,:,F,注意：选择什么物理规律来表达各个运动过程？,02,突破三个考向,转,原题,转 审题,02,突破三个考向,【,借题发挥,】,带电粒子在交变复合场中的运动将是今后高考命题的热点，往往综合考查牛顿运动定律、功能关系、圆周运动的规律等,带电粒子在交变复合场中的运动问题的基本思路,特别提醒,若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间,则在粒子穿越电场过程中,电场可看作粒子刚进入电场时刻的匀强电场,.,02,突破三个考向,转 解析,注意判定带电小球在不同时间段的受力情况及对应的运动过程,.,02,突破三个考向,转,原题,本栏内容 结束,命题专家评述,考情分析,2012,年的全国各地的高考卷中对带电粒子在复合场中的运动的考查有,7,处，是高考的高频考点,高考题型选择题或计算题，计算题的机率大于选择题,高考预测,预计在,2014,年高考中以生活、科技材料为背景，考查带电粒子在复合场中运动的受力和画偏转图以及用数学知识解决物理问题的综合应用等为主,03,聚焦一个热点,命题热点,12,带电粒子在复合场中的运动,阅卷老师叮咛,易失分点,带电粒子在复合场中运动问题容易出现以下错误：,(1),忽略带电粒子的重力，对于微观粒子如：质子、离子等，不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子常常考虑重力,.,(2),在叠加场中没有认识到洛伦兹力随速度大小和方向的变化而变化，从而不能正确地判断粒子的运动性质,(3),不能建立完整的运动图景，画出粒子的运动轨迹,(4),不能正确地选择相应的公式列方程，如运动的分解、匀速圆周运动、功能关系等,03,聚焦一个热点,应对策略,带电粒子在复合场中运动问题解题的两条线索,(1),力和运动的角度：,根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解,运用运动的合成与分解的方法，求解曲线运动问题,(2),功能的角度根据场力及其他外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系解决问题，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场，因此要熟悉各种力做功的特点,.,03,聚焦一个热点,03,聚焦一个热点,转 解析,题图,/,显隐,03,聚焦一个热点,转 原题,03,聚焦一个热点,转 解析,本栏内容 结束,03,聚焦一个热点,转 原题,04,随堂基础演练,本栏内容 结束,随堂基础演练,答案及解析,目标,一、带电粒子在分离复合场中的运动,二、带电粒子在叠加复合场中的运动,题号,1,2,3,4,5,点击,右蓝框,显示,答案及解析,CD,见解析,见解析,A,见解析,点击进入作业布置页面,完成创新设计,05,活页规范训练,本讲内容结束,