高考物理總復(fù)習(xí)重點(diǎn)精品：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)人教版ppt課件

1、第第3節(jié)節(jié) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 一、復(fù)合場(chǎng)一、復(fù)合場(chǎng)1定義：復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)并存，或其中某兩種場(chǎng)并存，或定義：復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)并存，或其中某兩種場(chǎng)并存，或分區(qū)域存在分區(qū)域存在2三種場(chǎng)的比較三種場(chǎng)的比較3.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾種情況帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾種情況(1)當(dāng)帶電粒子所受合力為零時(shí)，將處于當(dāng)帶電粒子所受合力為零時(shí)，將處于 或或 形狀形狀(2)當(dāng)當(dāng) 提供向心力，其他各力的合力為零時(shí)，帶電粒子做勻提供向心力，其他各力的合力為零時(shí)，帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)速圓周運(yùn)動(dòng)(3)當(dāng)帶電粒子所受合力大小與方向均變化時(shí)，將做非勻變速曲線運(yùn)當(dāng)帶電

2、粒子所受合力大小與方向均變化時(shí)，將做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)這類問題普通只能用能量關(guān)系來處置動(dòng)這類問題普通只能用能量關(guān)系來處置分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必需同時(shí)思索各場(chǎng)的作用，全面分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必需同時(shí)思索各場(chǎng)的作用，全面正確地分析帶電粒子的受力和運(yùn)動(dòng)特征，尤其是洛倫茲力會(huì)隨粒子運(yùn)正確地分析帶電粒子的受力和運(yùn)動(dòng)特征，尤其是洛倫茲力會(huì)隨粒子運(yùn)動(dòng)形狀的改動(dòng)而變化動(dòng)形狀的改動(dòng)而變化靜止靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)洛倫茲力洛倫茲力二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的典型運(yùn)用二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的典型運(yùn)用帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的重要運(yùn)用，包括速度選擇器、盤旋加速帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的重要

3、運(yùn)用，包括速度選擇器、盤旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)等器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)等1速度選擇器速度選擇器(如下圖如下圖)(1)平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互相互 這種安裝能把這種安裝能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器qEqvB 垂直垂直2盤旋加速器盤旋加速器(1)根本構(gòu)造：盤旋加速器的中心部分是放置在磁根本構(gòu)造：盤旋加速器的中心部分是放置在磁場(chǎng)中的兩個(gè)場(chǎng)中的兩個(gè)D形的金屬扁盒形的金屬扁盒(如下圖如下圖)，其根本組成為：，其根本組成為：粒子源兩個(gè)粒子源兩個(gè)D形金屬盒勻強(qiáng)磁場(chǎng)高形金屬盒勻強(qiáng)磁場(chǎng)高

4、頻電源粒子引出安裝頻電源粒子引出安裝一樣一樣 3磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)(1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能能(2)根據(jù)左手定那么，如下圖中的根據(jù)左手定那么，如下圖中的B是發(fā)電機(jī)是發(fā)電機(jī) (3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的間隔為磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的間隔為d，等離子體速度為，等離子體速度為v，磁場(chǎng)的磁，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么兩極板間能到達(dá)的最大電勢(shì)差，那么兩極板間能到達(dá)的最大電勢(shì)差U .正極正極Bvd電場(chǎng)力電場(chǎng)力 洛倫茲力洛倫茲力 同位素同位素 6霍爾效應(yīng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方

5、向霍爾效應(yīng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了了 ，這個(gè)景象稱為霍爾效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)，這個(gè)景象稱為霍爾效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電勢(shì)差，其原理如下圖差，其原理如下圖電勢(shì)差電勢(shì)差1在如下圖的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)在如下圖的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)(不計(jì)重力不計(jì)重力)，電子，電子能夠沿程度方向向右做直線運(yùn)動(dòng)的是能夠沿程度方向向右做直線運(yùn)動(dòng)的是()解析：假設(shè)電子程度向右運(yùn)動(dòng)，在解析：假設(shè)電子程度向右運(yùn)動(dòng)，在A圖中電場(chǎng)力程度向左，洛倫茲力圖中電

6、場(chǎng)力程度向左，洛倫茲力豎直向下，故不能夠；在豎直向下，故不能夠；在B圖中，電場(chǎng)力程度向左，洛倫茲力為零，故圖中，電場(chǎng)力程度向左，洛倫茲力為零，故電子能夠程度向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；在電子能夠程度向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；在C圖中電場(chǎng)力豎直向上，洛倫圖中電場(chǎng)力豎直向上，洛倫茲力豎直向下，當(dāng)二者大小相等時(shí)，電子向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在茲力豎直向下，當(dāng)二者大小相等時(shí)，電子向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在D圖圖中電場(chǎng)力豎直向上，洛倫茲力豎直向上，故電子不能夠做程度向右的中電場(chǎng)力豎直向上，洛倫茲力豎直向上，故電子不能夠做程度向右的直線運(yùn)動(dòng)，因此只需選項(xiàng)直線運(yùn)動(dòng)，因此只需選項(xiàng)B、C正確正確答案：答案：BC2.如下圖，在長(zhǎng)方

7、形如下圖，在長(zhǎng)方形abcd區(qū)域內(nèi)有正交的電磁場(chǎng)，區(qū)域內(nèi)有正交的電磁場(chǎng)，abbc/2L，一，一帶電粒子從帶電粒子從ad的中點(diǎn)垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入，恰沿直線從的中點(diǎn)垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入，恰沿直線從bc邊的邊的中點(diǎn)中點(diǎn)P射出，假設(shè)撤去磁場(chǎng)，那么粒子從射出，假設(shè)撤去磁場(chǎng)，那么粒子從c點(diǎn)射出；假設(shè)撤去電場(chǎng)，那點(diǎn)射出；假設(shè)撤去電場(chǎng)，那么粒子將么粒子將(重力不計(jì)重力不計(jì))()A從從b點(diǎn)射出點(diǎn)射出B從從b、P間某點(diǎn)射出間某點(diǎn)射出C從從a點(diǎn)射出點(diǎn)射出D從從a、b間某點(diǎn)射出間某點(diǎn)射出答案：答案：C C3如下圖，有一混合正離子束先后經(jīng)過正交的電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域如下圖，有一混合正離子束先后經(jīng)過正交的電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域

8、和和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，假設(shè)這束正離子流在區(qū)域，假設(shè)這束正離子流在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后偏轉(zhuǎn)半徑后偏轉(zhuǎn)半徑r一樣，那么它們一定具有一樣的一樣，那么它們一定具有一樣的()A速度速度B質(zhì)量質(zhì)量C電荷量電荷量 D比荷比荷答案：答案：ADAD答案：答案：(1)2.5(1)2.510104T4T(2)1.1(2)1.110102m2m55 eV55 eV帶電粒子在分別的電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在分別的電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中能夠的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中能夠的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)2.“電偏轉(zhuǎn)和電偏轉(zhuǎn)和“磁偏轉(zhuǎn)的比較磁偏轉(zhuǎn)的比較(1)“電偏轉(zhuǎn)和電偏轉(zhuǎn)

9、和“磁偏轉(zhuǎn)分別是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)磁偏轉(zhuǎn)分別是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)(運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng))電荷電荷的電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用控制其運(yùn)動(dòng)方向和軌跡的電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用控制其運(yùn)動(dòng)方向和軌跡(2)兩類運(yùn)動(dòng)的受力情況和處置方法差別很大，要首先進(jìn)展區(qū)別分兩類運(yùn)動(dòng)的受力情況和處置方法差別很大，要首先進(jìn)展區(qū)別分析，再根據(jù)詳細(xì)情況處置析，再根據(jù)詳細(xì)情況處置例例1在平面直角坐標(biāo)在平面直角坐標(biāo)xOy中，第中，第象限存在沿象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第電場(chǎng)，第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的帶正電的粒

10、子從的帶正電的粒子從y軸正半軸上的軸正半軸上的M點(diǎn)以點(diǎn)以速度速度v0垂直于垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的軸上的N點(diǎn)與點(diǎn)與x軸軸 正方向成正方向成60角射入磁場(chǎng)，最后從角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸負(fù)半 軸上的軸上的P點(diǎn)垂直于點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如下圖不軸射出磁場(chǎng)，如下圖不 計(jì)粒子重力，求：計(jì)粒子重力，求：(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間點(diǎn)的總時(shí)間t.思緒點(diǎn)撥思緒點(diǎn)撥根據(jù)粒子在不同區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)畫出軌根據(jù)粒子在不同區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)畫出軌

11、跡，分別利用類平拋和圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法列方程求解跡，分別利用類平拋和圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法列方程求解帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的普通思緒帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的普通思緒 1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法和普通思緒帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法和普通思緒(1)弄清復(fù)合場(chǎng)的組成普通有磁場(chǎng)、電場(chǎng)的復(fù)合，磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的弄清復(fù)合場(chǎng)的組成普通有磁場(chǎng)、電場(chǎng)的復(fù)合，磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的 復(fù)合，磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)三者的復(fù)合復(fù)合，磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)三者的復(fù)合(2)正確受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別留意靜電力和磁正確受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別留意靜電力和磁 場(chǎng)力的分析場(chǎng)力的分析(3)確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形狀

12、，留意運(yùn)動(dòng)情況和受力情況的結(jié)合確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形狀，留意運(yùn)動(dòng)情況和受力情況的結(jié)合(4)對(duì)于粒子延續(xù)經(jīng)過幾個(gè)不同情況的場(chǎng)的問題，要分階段進(jìn)展處置對(duì)于粒子延續(xù)經(jīng)過幾個(gè)不同情況的場(chǎng)的問題，要分階段進(jìn)展處置(5)畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，靈敏選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，靈敏選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)受力平衡列方程當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)受力平衡列方程 求解求解當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)用牛頓定律結(jié)合圓當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)用牛頓定律結(jié)合圓 周運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解周運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，普通用動(dòng)能定理或能量守

13、恒定律當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，普通用動(dòng)能定理或能量守恒定律 求解求解對(duì)于臨界問題，留意發(fā)掘隱含條件對(duì)于臨界問題，留意發(fā)掘隱含條件2復(fù)合場(chǎng)中粒子重力能否思索的三種情況復(fù)合場(chǎng)中粒子重力能否思索的三種情況(1)對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，由于其重力普通情況對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，由于其重力普通情況下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小，可以忽略；而對(duì)于一些實(shí)踐物體，如下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小，可以忽略；而對(duì)于一些實(shí)踐物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等普通該當(dāng)思索其重力帶電小球、液滴、金屬塊等普通該當(dāng)思索其重力(2)在標(biāo)題中有明確闡明能否要思索重力的，這種情況比較正規(guī)，在標(biāo)題中有明確闡明能

14、否要思索重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡(jiǎn)單也比較簡(jiǎn)單(3)不能直接判別能否要思索重力的，在進(jìn)展受力分析與運(yùn)動(dòng)分析不能直接判別能否要思索重力的，在進(jìn)展受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，要由分析結(jié)果確定能否要思索重力時(shí)，要由分析結(jié)果確定能否要思索重力重力、電場(chǎng)力做功與途徑無關(guān)，洛倫茲力一直和運(yùn)動(dòng)方向垂直，永重力、電場(chǎng)力做功與途徑無關(guān)，洛倫茲力一直和運(yùn)動(dòng)方向垂直，永不做功，但洛倫茲力要隨帶電粒子運(yùn)動(dòng)形狀的變化而改動(dòng)不做功，但洛倫茲力要隨帶電粒子運(yùn)動(dòng)形狀的變化而改動(dòng)例例2如右圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為如右圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的程度勻的程度勻 強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO在豎直

15、面內(nèi)在豎直面內(nèi) 垂直于磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與程度面夾角為垂直于磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與程度面夾角為.一質(zhì)一質(zhì) 量為量為m、帶電荷量為、帶電荷量為q的圓環(huán)的圓環(huán)A套在套在OO棒上，圓棒上，圓 環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且，且0)速度大小速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知，從圖中由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為別為()A3、5、4B4、2、5C5、3、2 D2、4、5答案：答案：D D解析：洛倫茲力方向一直與小球運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，不做功，故解析：洛倫茲力方向一直與小球運(yùn)動(dòng)速度

16、方向垂直，不做功，故A A正正確、確、B B錯(cuò)誤；小球在豎直方向受向上的電場(chǎng)力與向下的重力，二者大小錯(cuò)誤；小球在豎直方向受向上的電場(chǎng)力與向下的重力，二者大小相等，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，小球的程度速度堅(jiān)持不變，那么豎直向上的相等，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，小球的程度速度堅(jiān)持不變，那么豎直向上的洛倫茲力分量大小不變，小球豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，即小球做類平拋洛倫茲力分量大小不變，小球豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，即小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)，故C C正確；小球豎直分速度增大，受程度向左的洛倫茲力分量增正確；小球豎直分速度增大，受程度向左的洛倫茲力分量增大，為維持試管勻速運(yùn)動(dòng)拉力大，為維持試管勻速運(yùn)動(dòng)拉力F F應(yīng)逐漸增大，

17、應(yīng)逐漸增大，D D正確正確答案：答案：ACDACD3如下圖的安裝，左半部分為速度選擇器，右半部分為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電如下圖的安裝，左半部分為速度選擇器，右半部分為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)一束同位素離子流從狹縫場(chǎng)一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，可以沿直線經(jīng)過速射入速度選擇器，可以沿直線經(jīng)過速度選擇器并從狹縫度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場(chǎng)垂直的方向，立刻進(jìn)射出的離子，又沿著與電場(chǎng)垂直的方向，立刻進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為入場(chǎng)強(qiáng)大小為E的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在照相底片的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在照相底片D上知同位素離子的上知同位素離子的電荷量為電荷量為q(q0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場(chǎng)強(qiáng)大小為，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0的的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，照相底片的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，照相底片D與狹縫與狹縫S1、S2的連線平行且間隔為的連線平行且間隔為L(zhǎng)，忽略重力的影響，忽略重力的影響(1)求從狹縫求從狹縫S2射出的離子速度射出的離子速度v0的大??；的大??；(2)假設(shè)打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿速度假設(shè)打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿速度v0方向飛行的間隔方向飛行的間隔為為x，求出，求出x與離子質(zhì)量與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式之間