專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件

1、專題探究七帶電粒子在復合場中的運動專題探究七帶電粒子在復合場中的運動考點研析素養(yǎng)提升考點研析素養(yǎng)提升考點研析 核心探究重難突破考點一帶電粒子在復合場中的運動實例分析考點研析 核心探究重專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件【典例1】 (2017江蘇卷,15)一臺質譜儀的工作原理如圖所示.大量的甲、乙兩種離子飄入電壓為U0的加速電場,其初速度幾乎為0,經過加速后,通過寬為L的狹縫MN沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中,最后打到照相底片上.已知甲、乙兩種離子的電荷量均為 +q,質量分別為2m和m,圖中虛線為經過狹縫左、右邊界M,N的甲種離子

2、的運動軌跡.不考慮離子間的相互作用.【典例1】 (2017江蘇卷,15)一臺質譜儀的工作原理如(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點的最小距離x;答案:見解析(1)求甲種離子打在底片上的位置到N點的最小距離x;答案:見(2)在圖中用斜線標出磁場中甲種離子經過的區(qū)域,并求該區(qū)域最窄處的寬度d;答案:見解析(2)在圖中用斜線標出磁場中甲種離子經過的區(qū)域,并求該區(qū)域最(3)若考慮加速電壓有波動,在(U0-U)到(U0+U)之間變化,要使甲、乙兩種離子在底片上沒有重疊,求狹縫寬度L滿足的條件.答案:見解析(3)若考慮加速電壓有波動,在(U0-U)到(U0+U)題組訓練1.電磁流量計的工作原理(2018

3、寧夏銀川一中一模)(多選)為了測量某化工廠的污水排放量,技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計,該裝置由絕緣材料制成,長、寬、高分別為a,b,c,左、右兩端開口,在垂直于前、后面的方向加磁感應強度為B的勻強磁場,在上、下兩個面的內側固定有金屬板M,N作為電極,污水充滿管口從左向右流經該裝置時,電壓表將顯示兩個電極間的電壓U,若用Q表示污水流量(單位時間內流出的污水體積),下列說法中正確的是( )A.M板電勢一定高于N板的電勢B.污水中離子濃度越高,電壓表的示數(shù)越大C.污水流動的速度越大,電壓表的示數(shù)越大D.電壓表的示數(shù)U與污水流量Q成正比ACD題組訓練1.電磁流量計的工作原理(201

4、8寧夏銀川一中專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件2.回旋加速器的工作原理(2019四川成都模擬)(多選)粒子回旋加速器的工作原理如圖所示,置于真空中的D形金屬盒的半徑為R,兩金屬盒間的狹縫很小,磁感應強度為B的勻強磁場與金屬盒盒面垂直,交變電流的頻率為f,加速器的電壓為U,若中心粒子源處產生的質子質量為m,電荷量為+e,在加速器中被加速.不考慮相對論效應,則下列說法正確是( )AC2.回旋加速器的工作原理(2019四川成都模擬)(多選專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件考點二帶電粒子在組合場中的運動1.常見類型(1)先電場后磁場帶電粒子先勻加速,后偏轉,如圖.考點二帶電粒子在組合場中

5、的運動1.常見類型帶電粒子先后都偏轉,如圖.(2)先磁場后電場帶電粒子先偏轉,后勻加速或勻減速,如圖(甲).帶電粒子先后都偏轉,如圖(乙).(3)先后兩個不同的磁場帶電粒子先后都偏轉,如圖.(2)先磁場后電場2.處理思路2.處理思路【典例2】 (2017全國卷,24)如圖,空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場.在x0區(qū)域,磁感應強度的大小為B0;x1).一質量為m、電荷量為q(q0)的帶電粒子以速度v0從坐標原點O沿x軸正向射入磁場,此時開始計時,當粒子的速度方向再次沿x軸正向時,求(不計重力)【典例2】 (2017全國卷,24)如圖,空間存在方向垂核心點撥 (1)粒子從B0進入B0

6、磁場速率不變.(1)粒子運動的時間;核心點撥 (1)粒子從B0進入B0磁場速率不變.(1)核心點撥 (2)粒子在兩個磁場各偏轉180.(2)粒子與O點間的距離.核心點撥 (2)粒子在兩個磁場各偏轉180.(2)粒子方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場中的運動問題方法技巧“5步”突破帶電粒子在組合場中的運動問題題組訓練1.先磁場后電場如圖所示,在x軸上方存在勻強磁場,磁感應強度為B,方向垂直紙面向里.在x軸下方存在勻強電場,方向豎直向上.一個質量為m、電荷量為q、重力不計的帶正電粒子從y軸上的a(0,h)點沿y軸正方向以某初速度開始運動,一段時間后,粒子與x軸正方向成45進入電場,經過y軸的b點

7、時速度方向恰好與y軸垂直.求:題組訓練1.先磁場后電場如圖所示,在x軸上方存在勻強磁場(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑r和速度大小v1;(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑r和速度大小v1;(2)勻強電場的電場強度大小E;(2)勻強電場的電場強度大小E;(3)粒子從開始到第三次經過x軸的時間t總.(3)粒子從開始到第三次經過x軸的時間t總.2.先電場后磁場(2017天津卷,11)平面直角坐標系xOy中,第象限存在垂直于平面向里的勻強磁場,第象限存在沿y軸負方向的勻強電場,如圖所示.一帶負電的粒子從電場中的Q點以速度v0沿x軸正方向開始運動,Q點到y(tǒng)軸的距離為到x軸距離的2倍.粒子從坐標原點O離開電

8、場進入磁場,最終從x軸上的P點射出磁場,P點到y(tǒng)軸距離與Q點到y(tǒng)軸距離相等.不計粒子重力,問:2.先電場后磁場(2017天津卷,11)平面直角坐標系(1)粒子到達O點時速度的大小和方向;(1)粒子到達O點時速度的大小和方向;專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件(2)電場強度和磁感應強度的大小之比.(2)電場強度和磁感應強度的大小之比.考點三帶電粒子在疊加場中的運動1.帶電體在疊加場中無約束情況下的運動情況分類(1)洛倫茲力、重力并存若重力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運動.若重力和洛倫茲力不平衡,則帶電體將做復雜的曲線運動.因洛倫茲力不做功,故機械能守恒.(2)靜電力、洛倫茲力并存(不

9、計重力的微觀粒子)若靜電力和洛倫茲力平衡,則帶電體做勻速直線運動.若靜電力和洛倫茲力不平衡,則帶電體將做復雜的曲線運動,因洛倫茲力不做功,可用動能定理求解問題.考點三帶電粒子在疊加場中的運動1.帶電體在疊加場中無約束情(3)靜電力、洛倫茲力、重力并存若三力平衡,一定做勻速直線運動.若重力與靜電力平衡,一定做勻速圓周運動.若合力不為零且與速度方向不垂直,將做復雜的曲線運動,因洛倫茲力不做功,可用能量守恒定律或動能定理求解問題.2.帶電體在疊加場中有約束情況下的運動帶電體在疊加場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下,常見的運動形式有直線運動和圓周運動,運用動能定理、能量守恒定律結合牛頓運動定律

10、求解.(3)靜電力、洛倫茲力、重力并存【典例3】 (2018江西師大附中三模)如圖所示,水平地面上方MN邊界左側存在垂直紙面向里的勻強磁場和沿豎直方向的勻強電場(圖中未畫出),磁感應強度B=1.0 T,邊界右側離地面高h=0.45 m 處有一水平光滑絕緣平臺,右邊有一帶正電的a球,質量ma=0.1 kg、電荷量q=0.1 C,以初速度v0=0.9 m/s水平向左運動,與大小相同但質量為 mb=0.05 kg靜止于平臺左邊緣的不帶電的絕緣球b發(fā)生彈性正碰,碰后a球恰好做勻速圓周運動,兩球均視為質點, g=10 m/s2,求:(1)電場強度的大小和方向;(2)碰后兩球分別在電磁場中運動的時間;(3

11、)碰后兩球落地點相距多遠.【典例3】 (2018江西師大附中三模)如圖所示,水平地面審題圖示 解析:(1)a球碰后在疊加場中做勻速圓周運動,滿足mg=qE,可得E=10 N/C.a球帶正電,電場力方向向上,則電場強度方向向上.審題圖示 解析:(1)a球碰后在疊加場中做勻速圓周運動,專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件答案:(1)10 N/C方向向上(2)2.1 s0.3 s(3)0.10 m答案:(1)10 N/C方向向上方法技巧帶電粒子在疊加場中運動的處理方法方法技巧帶電粒子在疊加場中運動的處理方法題組訓練1.電場、磁場、重力場疊加如圖,在豎直平面

12、內建立直角坐標系xOy,其第一象限存在著正交的勻強電場和勻強磁場,電場強度的方向水平向右,磁感應強度的方向垂直紙面向里.一帶電荷量為+q、質量為m的微粒從原點出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45 的初速度進入復合場中,正好做直線運動,當微粒運動到A(l,l)時,電場方向突然變?yōu)樨Q直向上(不計電場變化的時間),粒子繼續(xù)運動一段時間后,正好垂直于y軸穿出復合場.不計一切阻力,求:題組訓練1.電場、磁場、重力場疊加如圖,在豎直平面內建立(1)電場強度E的大小;(1)電場強度E的大小;(2)磁感應強度B的大小;(2)磁感應強度B的大小;(3)粒子在復合場中的運動時間.(3)粒子在復合場中的運動時間.專題探究

13、七-帶電粒子在復合場中的運動課件(1)粒子P的比荷;(1)粒子P的比荷;(2)t=2t0時刻粒子P的位置;(2)t=2t0時刻粒子P的位置;專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件(3)帶電粒子在運動中距離原點O的最遠距離L.(3)帶電粒子在運動中距離原點O的最遠距離L.素養(yǎng)提升 學科素養(yǎng)演練提升高考模擬1.(2017全國卷,16)如圖,空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場,電場方向豎直向上(與紙面平行),磁場方向垂直于紙面向里,三個帶正電的微粒a,b,c電荷量相等,質量分別為ma,mb,mc,已知在該區(qū)域內,a在紙面內做勻速圓周運動,b在紙面內向右做勻速直線運動,c在紙面內向左做勻速直線運動.下

14、列選項正確的是( )A.mambmc B.mbmamcC.mcmamb D.mcmbmaB素養(yǎng)提升 學科素養(yǎng)演練解析:微粒a做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供,且mag=qE;微粒b的受力關系為mbg=qE+qvbB;微粒c的受力關系為mcg=qE-qvcB,所以mbmamc,選項B正確.解析:微粒a做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供,且mag=專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件(2)磁場的磁感應強度大小;(2)磁場的磁感應強度大小;專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件專題探究七-帶電粒子在復合場中的

15、運動課件專題探究七-帶電粒子在復合場中的運動課件3.(2018全國卷,25)一足夠長的條狀區(qū)域內存在勻強電場和勻強磁場,其在xOy平面內的截面如圖所示:中間是磁場區(qū)域,其邊界與y軸垂直,寬度為l,磁感應強度的大小為B,方向垂直于xOy平面;磁場的上、下兩側為電場區(qū)域,寬度均為l,電場強度的大小均為E,方向均沿x軸正方向;M,N為條狀區(qū)域邊界上的兩點,它們的連線與y軸平行.一帶正電的粒子以某一速度從M點沿y軸正方向射入電場,經過一段時間后恰好以從M點入射的速度從N點沿y軸正方向射出.不計重力.3.(2018全國卷,25)一足夠長的條狀區(qū)域內存在勻強(1)定性畫出該粒子在電磁場中運動的軌跡;解析:(1)粒子運動的軌跡如圖(甲)所示.(粒子在電場中的軌跡為拋物線,在磁場中為圓弧,上下對稱)(1)定性畫出該粒子在電磁場中運動的軌跡;解析:(1)粒子運(2)求該粒子從M點入射時速度的大小;解析:(2)粒子從電場下邊界入射后在電場中做類平拋運動.設粒子從M點射入時速度的大小為v0,在下側電場中運動的時間為t,加速度的大小為a;粒子進入磁場的速度大小為v,方向與電場方向的夾角為