帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動

1、.華沖中學(xué)高三物理第二輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動姓名 學(xué)號 班級 一、 考情分析：縱觀近幾年各種形式的高考試題，題目一般是運(yùn)動情景復(fù)雜、綜合性強(qiáng)，多把場的性質(zhì)、運(yùn)動學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動定律、功能關(guān)系以及交變電場等知識有機(jī)地結(jié)合，題目難度中等偏上，對考生的空間想像能力、物理過程和運(yùn)動規(guī)律的綜合分析能力，及用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力要求較高，題型有選擇題，填空題、作圖及計(jì)算題，涉及本部分知識的命題也有構(gòu)思新穎、過程復(fù)雜、高難度的壓軸題。二、知識要點(diǎn)回顧：三種場力的特點(diǎn)（1）重力的大小為，方向豎直向下重力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的質(zhì)量有關(guān)外，還與始末位置的高度差有關(guān)。（2）電場力的

2、大小為，方向與電場強(qiáng)度E及帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)有關(guān)，電場力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的電荷量有關(guān)外，還與始末位置的電勢差有關(guān)。（3）洛倫茲力的大小跟速度與磁場方向的夾角有關(guān)，當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向平行時F=0；當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向垂直時，洛倫茲力的方向垂直于速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所決定的平面。無論帶電粒子做什么運(yùn)動，洛倫茲力都不做功。但重力、電場力可能做功而引起帶電粒子能量的轉(zhuǎn)化?！镜湫屠}】類型一：帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動例題1：如圖所示，足夠長的光滑絕緣斜面與水平面間的夾角為，放在水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度E=50 V/m，方向水平向左，磁場方向垂直紙面

3、向外一個電荷量C，質(zhì)量m = 0. 40 kg的光滑小球，以初速度=20 m/s從斜面底端向上滑，然后又下滑，共經(jīng)過3s脫離斜面。求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。（g取10）變式1：如圖所示，在互相垂直的水平方向的勻強(qiáng)電場（E已知）和勻強(qiáng)磁場（B已知）中，有一固定的豎直絕緣桿，桿上套有一個質(zhì)量為m，電荷量為q的小球，它們之間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)由靜止釋放小球，試分析小球運(yùn)動的加速度和速度的變化情況，并求出最大速度。（）類型二：帶電粒子在分區(qū)域組合場中的運(yùn)動例題2： 在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正

4、電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成60°角射入磁場，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，如圖58所示不計(jì)粒子重力，求：(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN；(2)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r；(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的總時間t.變式2：如圖9甲所示,在空間存在一個變化的電場和一個變化的磁場,電場的方向水平向右(圖甲中由B到C),電場強(qiáng)度的大小隨時間變化的情況如圖乙所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間變化的情況如圖丙所示.在t=1 s時,從A點(diǎn)沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一個粒子(不計(jì)重力),并在此

5、之后,每隔2 s有一個相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,射出的粒子均能擊中C點(diǎn).若AB=BC=l,且粒子由A運(yùn)動到C的時間均小于1 s.不計(jì)空氣阻力及電場、磁場變化帶來的影響,則以下說法正確的是（ ）A.磁場方向垂直紙面向外B.電場強(qiáng)度E0和磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的比值E0/B0=2v0C.第一個粒子由A運(yùn)動到C所經(jīng)歷的時間t1=D.第二個粒子到達(dá)C點(diǎn)的動能等于第一個粒子到達(dá)C點(diǎn)的動能類型三：帶電粒子復(fù)合場中的運(yùn)動例題3： 如圖510所示的坐標(biāo)系，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi)，既無電場也無磁場，在第三象限，存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場和垂直xy平面(紙面)向里的勻

6、強(qiáng)磁場，在第四象限，存在沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小與第三象限電場場強(qiáng)相等的勻強(qiáng)電場一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點(diǎn)，從y軸上yh處的P1點(diǎn)以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限然后經(jīng)過x軸上x2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入第三象限，帶電質(zhì)點(diǎn)恰好能做勻速圓周運(yùn)動之后經(jīng)過y軸上y2h處的P3點(diǎn)進(jìn)入第四象限已知重力加速度為g.試求：(1)粒子到達(dá)P2點(diǎn)時速度的大小和方向(2)第三象限空間中電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小(3)帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動過程中最小速度的大 小和方向變式3; (12分)如圖12所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強(qiáng)電場，在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一絕

7、緣彎桿由兩段直桿和一段半徑為R的半圓環(huán)組成，固定在紙面所在的豎直平 面內(nèi)，PQ、MN水平且足夠長，半圓環(huán)PAM在磁場邊界左側(cè)，P、M點(diǎn)在磁場邊界線上，NMAP段是光滑的，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電荷量q的小環(huán)套在MN桿上，它所受電場力為重力的倍，當(dāng)在M右側(cè)D點(diǎn)由靜止釋放小環(huán)時，小環(huán)剛好能達(dá)到P點(diǎn)(1)求DM間距離x0；(2)求上述過程中小環(huán)第一次通過與O等高的A點(diǎn)時彎桿對小環(huán)作用力的大小；(3)若小環(huán)與PQ間動摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，且<)，現(xiàn)將小環(huán)移至M點(diǎn)右側(cè)4R處由靜止開始釋放，求小環(huán)在整個運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功四隨堂鞏固：如圖所示，K與虛線MN之間是加速電場，虛線MN與PQ之間是勻強(qiáng)電場，虛線PQ與熒光屏之間是勻強(qiáng)磁場，且MN、PQ與熒光屏三者互相平行，電場和磁場的方向如圖所示。圖中A點(diǎn)與O點(diǎn)的連線垂直于熒光屏，一帶正電的粒子從A點(diǎn)離開加速電場，速度方向垂直于偏轉(zhuǎn)電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上。已知電場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電壓與