高考物理二輪課件：33-帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)

第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)-2-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備-2-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備-3-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備1.做好“兩個(gè)區(qū)分”:(1)正確區(qū)分重力、電場力

、洛倫茲力

的大小、方向特點(diǎn)及做功特點(diǎn)。重力

、電場力

做功只與初、末位置有關(guān),與路徑無關(guān),而洛倫茲力

不做功。

(2)正確區(qū)分“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的不同?！半娖D(zhuǎn)”是指帶電粒子在電場中做類平拋

運(yùn)動(dòng),而“磁偏轉(zhuǎn)”是指帶電粒子在磁場中做勻速圓周

運(yùn)動(dòng)。

2.抓住“兩個(gè)技巧”:(1)按照帶電粒子運(yùn)動(dòng)的先后順序,將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成不同特點(diǎn)的小過程。(2)善于畫出幾何圖形處理邊角關(guān)系

,要有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的習(xí)慣。

-3-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備1.做好“兩個(gè)區(qū)分”:-4-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

例1(2016江西贛州模擬)如圖所示,在坐標(biāo)系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B;在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強(qiáng)電場。一個(gè)粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在點(diǎn)

時(shí)發(fā)出的粒子恰好垂直磁場邊界EF射出;將粒子源沿直線PO移動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí),所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計(jì)粒子的重力及粒子間相互作用力。求:-4-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

-5-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。(2)P、Q兩點(diǎn)間的距離。(3)若僅將電場方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60°,粒子源仍在PQ間移動(dòng)并釋放粒子,試判斷這些粒子第一次從哪個(gè)邊界射出磁場并確定射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)范圍。-5-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。-6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析:-6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析:-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)若將電場方向變?yōu)榕cy軸負(fù)方向成θ=60°角,由幾何關(guān)系可知,粒子源在PQ間各點(diǎn)處,粒子經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場時(shí)的速率與原來相等,仍為v1、v2。從P、Q點(diǎn)發(fā)出的粒子半徑仍為R1=2a、從P發(fā)出的粒子第一次從y軸上N點(diǎn)射出,由幾何關(guān)系知軌道正好與EF相切,N點(diǎn)的縱坐標(biāo)yN=-(a+2R1sin

60°)=-(1+2)a同理可求,從Q發(fā)出的粒子第一次從y軸上M點(diǎn)射出,M點(diǎn)的縱坐標(biāo)-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)若將電場方向變?yōu)榕cy軸負(fù)方向成-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

1.粒子源從P點(diǎn)釋放,粒子恰好垂直磁場邊界EF射出時(shí)的半徑是多大?

2.粒子源從Q點(diǎn)釋放恰好不能從EF射出時(shí)的半徑是多大?3.粒子源從P和Q點(diǎn)釋放時(shí)分別對(duì)應(yīng)粒子射出磁場時(shí)的兩個(gè)邊界坐標(biāo)。-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活1.粒子源從P點(diǎn)釋放,粒子-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法帶電粒子在組合場中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)分別研究帶電粒子在不同場區(qū)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在勻強(qiáng)電場中,若速度方向與電場方向平行,則做勻變速直線運(yùn)動(dòng);若速度方向與電場方向垂直,則做類平拋運(yùn)動(dòng)。(2)帶電粒子經(jīng)過磁場區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系處理。(3)當(dāng)粒子從一個(gè)場進(jìn)入另一個(gè)場時(shí),該點(diǎn)的位置、粒子的速度大小和方向往往是解題的突破口。-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

例2(2016北京東城區(qū)統(tǒng)測)如圖所示,界面MN與水平地面之間有足夠大的正交的勻強(qiáng)磁場B和勻強(qiáng)電場E,磁感線和電場線互相垂直。在MN上方有一個(gè)帶正電的小球由靜止開始下落,經(jīng)電場和磁場到達(dá)水平地面。若不計(jì)空氣阻力,小球在通過電場和磁場的過程中,下列說法中正確的是()A.小球做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.小球的電勢能保持不變C.洛倫茲力對(duì)小球做正功D.小球動(dòng)能的增加量等于其電勢能和重力勢能減少量的總和答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

-12-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3如圖所示,帶電平行金屬板相距為2R,在兩板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,與兩板及左側(cè)邊緣線相切。一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)沿兩板間中心線O1O2從左側(cè)邊緣O1點(diǎn)以某一速度射入,恰沿直線通過圓形磁場區(qū)域,并從極板邊緣飛出,在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0。若撤去磁場,粒子仍從O1點(diǎn)以相同速度射入,則經(jīng)

時(shí)間打到極板上。(1)求兩極板間電壓U。(2)若兩極板不帶電,保持磁場不變,該粒子仍沿中心線O1O2從O1點(diǎn)射入,欲使粒子從兩板左側(cè)間飛出,射入的速度應(yīng)滿足什么條件?-12-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3如圖所示,帶電平行金屬板相距為-13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

1.“一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)沿兩板間中心線O1O2從左側(cè)邊緣O1點(diǎn)以某一速度射入,恰沿直線通過圓形磁場區(qū)域,并從極板邊緣飛出”說明:粒子在圓形電磁場區(qū)域內(nèi)做勻速直線

運(yùn)動(dòng),粒子所受電場力與洛倫茲力相等

。在電場區(qū)域做類平拋

運(yùn)動(dòng),側(cè)向位移為R

。

2.“若撤去磁場,粒子仍從O1點(diǎn)以相同速度射入,則經(jīng)

時(shí)間打到極板上”說明:在撤去磁場前,粒子在圓形電磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0。

3.當(dāng)粒子從極板的左上邊緣射出時(shí),入射速度最大。?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970045?-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活1.“一個(gè)帶正電的粒子(-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三變式訓(xùn)練

在例3中,若撤去磁場,極板間電壓不變,粒子從O1點(diǎn)射入,欲使粒子飛出極板,試求粒子射入電場的速度應(yīng)滿足什么條件。

-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三變式訓(xùn)練在例3中,若撤去磁場,極-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法帶電粒子在疊加場中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)弄清疊加場的組成特點(diǎn)。(2)正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。(3)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,靈活選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。①若只有兩個(gè)場,合力為零時(shí),則表現(xiàn)為勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。例如電場與磁場中滿足qE=qvB;重力場與磁場中滿足mg=qvB;重力場與電場中滿足mg=qE。②若三場共存時(shí),合力為零,粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),其中洛倫茲力F=qvB的方向與速度v垂直。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三③若三場共存時(shí),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有mg=qE,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),即④當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)或有約束的變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解。-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三③若三場共存時(shí),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三電磁技術(shù)的應(yīng)用

例4(2016全國理綜乙)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速,經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場。若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速,為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場,需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的12倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為()A.11

B.12

C.121

D.144答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三電磁技術(shù)的應(yīng)用

答案解析-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5(多選)(2016安徽六安模擬)為了測量某化肥廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì),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,在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極,污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U,若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積),下列說法正確的是()A.若污水中正離子較多,則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面的電勢高B.前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢,與哪種離子多無關(guān)C.污水中離子濃度越高,電壓表的示數(shù)越大D.污水流量Q與電壓U成正比,與ab無關(guān)?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970046?答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5(多選)(2016安徽六安模擬-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法幾種常見的電磁場應(yīng)用實(shí)例分析1.復(fù)合電磁場的應(yīng)用實(shí)例分析(1)速度選擇器帶電粒子束射入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成的區(qū)域中,滿足平衡條件qE=qvB的帶電粒子可以沿直線通過速度選擇器。速度選擇器只對(duì)粒子的速度大小和方向作出選擇,而對(duì)粒子的電性、電荷量不能進(jìn)行選擇性通過。-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)電磁流量計(jì)圓形導(dǎo)管直徑為d,用非磁性材料制成,導(dǎo)電液體在管中流動(dòng),導(dǎo)電液體中的自由電荷在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn),形成與流動(dòng)方向垂直的電場,當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時(shí),電場穩(wěn)定,可測量出流量,即(3)磁流體發(fā)電機(jī)等離子氣體噴入磁場,正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)分別聚集到兩個(gè)不同的極板上,產(chǎn)生電勢差。-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)電磁流量計(jì)-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)回旋加速器①用途:加速帶電粒子。②原理:帶電粒子在電場中加速,在磁場中偏轉(zhuǎn),交流電壓的周期與帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同。③粒子獲得的最大動(dòng)能

,其中rn表示D形盒的最大半徑。-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)回旋加速器-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三典例示范(18分)如圖甲所示,在xOy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的磁場和電場,變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向、沿y軸正方向電場強(qiáng)度為正)。在t=0時(shí)刻由原點(diǎn)O發(fā)射初速度大小為v0,方向沿y軸正方向的帶負(fù)電粒子。已知v0、t0、B0,粒子的比荷為,不計(jì)粒子的重力。-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三典例示范(18分)如圖甲所示,在x-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)t=t0時(shí),求粒子的位置坐標(biāo)。(2)若t=5t0時(shí)粒子回到原點(diǎn),求0~5t0時(shí)間內(nèi)粒子距x軸的最大距離。(3)若粒子能夠回到原點(diǎn),求滿足條件的所有E0值。-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)t=t0時(shí),求粒子的位置坐標(biāo)-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三以題說法(1)變化的電場或磁場往往具有周期性,粒子的運(yùn)動(dòng)也往往具有周期性。這種情況下要仔細(xì)分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過程、受力情況,弄清楚帶電粒子在變化的電場、磁場中各處于什么狀態(tài),做什么運(yùn)動(dòng),畫出一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡的草圖。(2)粒子運(yùn)動(dòng)的周期一般與電場或磁場變化的周期有一定聯(lián)系,可把兩種周期的關(guān)系作為解題的突破口。-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三以題說法-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三類題過關(guān)

1.(2016陜西西安一模)在地面附近的真空中,存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直電場方向水平向里的勻強(qiáng)磁場,如圖甲所示。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示。該區(qū)域中有一條水平直線MN,D是MN上的一點(diǎn)。在t=0時(shí)刻,有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(可看做質(zhì)點(diǎn)),從M點(diǎn)開始沿著水平直線以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng),t0時(shí)刻恰好到達(dá)N點(diǎn)。經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn),小球在t=2t0至t=3t0時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻,豎直向下經(jīng)過直線MN上的D點(diǎn),并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過D點(diǎn)。求:-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三類題過關(guān)

-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)電場強(qiáng)度E的大小。(2)小球從M點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過D點(diǎn)所用的時(shí)間。(3)小球運(yùn)動(dòng)的周期,并畫出運(yùn)動(dòng)軌跡(只畫一個(gè)周期)。?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970047?-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)電場強(qiáng)度E的大小。-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(2016湖北七校聯(lián)考)如圖甲所示,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場邊界OP與水平方向夾角為θ=45°,緊靠磁場右上邊界放置長為L、間距為d的平行金屬板M、N,磁場邊界上的O點(diǎn)與N板在同一水平面上,O1、O2為電場左右邊界中點(diǎn)。在兩板間存在如圖乙所示的交變電場(取豎直向下為正方向)。某時(shí)刻從O點(diǎn)豎直向上以不同初速度同時(shí)發(fā)射兩個(gè)相同的質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子a和b。結(jié)果粒子a恰從O1點(diǎn)水平進(jìn)入板間電場運(yùn)動(dòng),由電場中的O2點(diǎn)射出;粒子b恰好從M板左端邊緣水平進(jìn)入電場。不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用,電場周期T未知。求:-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(2016湖北七校聯(lián)考)如圖甲-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)粒子a、b從磁場邊界射出時(shí)的速度va、vb。(2)粒子a從O點(diǎn)進(jìn)入磁場到O2點(diǎn)射出電場運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。(3)如果金屬板間交變電場的周期,粒子b從圖乙中t=0時(shí)刻進(jìn)入電場,要使粒子b能夠穿出板間電場時(shí)E0滿足的條件。-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)粒子a、b從磁場邊界射出時(shí)的-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-41-213465考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

1.(多選)(2016河南十校聯(lián)考)如圖所示,在x軸的上方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,在x軸的下方等腰三角形CDM區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面由內(nèi)向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其中C、D在x軸上,它們到原點(diǎn)O的距離均為a,現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從y軸上的P點(diǎn)由靜止釋放,設(shè)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為h,不計(jì)重力作用與空氣阻力的影響。下列說法正確的是()AD-41-213465考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

AD-42-213465-42-213465-43-2134652.如圖所示,在無限長的豎直邊界AC和DE間,上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強(qiáng)磁場,上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,OF為上、下磁場的水平分界線。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點(diǎn)相距為a的P點(diǎn)垂直于AC邊界射入上方區(qū)域,經(jīng)OF上的Q點(diǎn)第一次進(jìn)入下方區(qū)域,Q與O點(diǎn)的距離為3a。不考慮粒子重力。-43-2134652.-44-213465(1)求粒子射入時(shí)的速度大小。(2)要使粒子不從AC邊界飛出,求下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件。(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=3B0,粒子最終垂直DE邊界飛出,求邊界DE與AC間距離的可能值。?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970048?-44-213465(1)求粒子射入時(shí)的速度大小。-45-213465-45-213465-46-213465-46-213465-47-213465-47-213465-48-431265考點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

3.(多選)如圖所示,在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz(z軸正方向豎直向上),一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從原點(diǎn)O以速度v沿x軸正方向出發(fā)。下列說法正確的是()A.若電場、磁場分別沿z軸正方向和x軸正方向,小球只能做曲線運(yùn)動(dòng)B.若電場、磁場均沿z軸正方向,小球有可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.若電場、磁場分別沿z軸正方向和y軸負(fù)方向,小球有可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.若電場、磁場分別沿y軸負(fù)方向和z軸正方向,小球有可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)答案解析解析關(guān)閉電場沿著z軸正方向,則小球所受電場力向上,有可能使電場力與重力大小相等,此時(shí),如果磁場沿x軸正方向,則小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤。如果此時(shí)磁場沿z軸正方向,則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)正確。若電場、磁場分別沿z軸正方向和y軸負(fù)方向,則電場力與洛倫茲力都是豎直向上,有可能這兩個(gè)力的合力剛好與重力平衡,則小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)正確。若電場、磁場分別沿y軸負(fù)方向和z軸正方向,則有可能使小球所受的洛倫茲力始終與電場力平衡,此時(shí)小球只受重力作用,做平拋運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)正確。答案解析關(guān)閉BCD

-48-431265考點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

A.若電-49-4312654.如圖所示,與水平面成37°的傾斜軌道AC,其延長線在D點(diǎn)與半圓軌道DF相切,全部軌道為絕緣材料制成且位于豎直面內(nèi),整個(gè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場,MN的右側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(C點(diǎn)處于MN邊界上)。一質(zhì)量為0.4kg的帶電小球沿軌道AC下滑,至C點(diǎn)時(shí)速度為vC=1007m/s,接著沿直線CD運(yùn)動(dòng)到D處進(jìn)入半圓軌道,進(jìn)入時(shí)無動(dòng)能損失,且恰好能通過F點(diǎn),在F點(diǎn)速度為vF=4m/s(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,cos37°=0.8)。求:(1)小球帶何種電荷?(2)小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功。(3)小球從F點(diǎn)飛出時(shí)磁場同時(shí)消失,小球離開F點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線AC(或延長線)的交點(diǎn)為G點(diǎn)(未標(biāo)出),求G點(diǎn)到D點(diǎn)的距離。?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970049?-49-4312654.如圖所示,與水平面成37°的傾斜軌道-50-431265答案:(1)正電荷

(2)27.6

J

(3)2.26

m解析:(1)依題意可知小球在CD間做勻速直線運(yùn)動(dòng),在CD段受重力、電場力、洛倫茲力三個(gè)力且合力為0,因此帶電小球應(yīng)帶正電荷。-50-431265答案:(1)正電荷(2)27.6J-51-431265-51-431265-52-653124考點(diǎn)三電磁技術(shù)的應(yīng)用

5.(多選)(2016福建廈門模擬)1957年,科學(xué)家首先提出了兩類超導(dǎo)體的概念,一類稱為Ⅰ型超導(dǎo)體,主要是金屬超導(dǎo)體,另一類稱為Ⅱ型超導(dǎo)體(載流子為電子),主要是合金和陶瓷超導(dǎo)體。Ⅰ型超導(dǎo)體對(duì)磁場有屏蔽作用,即磁場無法進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部,而Ⅱ型超導(dǎo)體則不同,它允許磁場通過?，F(xiàn)將一塊長方體Ⅱ型超導(dǎo)體通入穩(wěn)恒電流I后放入勻強(qiáng)磁場中,如圖所示,下列說法正確的是()A.超導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生了熱能B.超導(dǎo)體所受安培力等于其內(nèi)部所有電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的合力C.超導(dǎo)體表面上a、b兩點(diǎn)的電勢關(guān)系為φa>φbD.超導(dǎo)體中的電流I越大,a、b兩點(diǎn)的電勢差越大答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-52-653124考點(diǎn)三電磁技術(shù)的應(yīng)用

答案解析解析關(guān)-53-6531246.(多選)(2016河南鄭州模擬)1932年,美國物理學(xué)家勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器,工作原理示意圖如圖所示。置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過狹縫的時(shí)間可忽略。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,高頻交變電流頻率為f,加速電壓為U。若A處粒子源產(chǎn)生的粒子(初速度為0)質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速,加速過程中不考慮重力的影響。則下列說法正確的是()-53-6531246.(多選)(2016河南鄭州模擬)19-54-653124A.粒子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB.粒子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓U成正比C.粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為

∶1D.若考慮相對(duì)論效應(yīng),速率接近光速時(shí)粒子的質(zhì)量會(huì)隨速率增大有顯著增加?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970050?答案:

ACD-54-653124A.粒子被加速后的最大速度不可能超過2π-55-653124-55-653124第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)-57-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備-2-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備-58-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備1.做好“兩個(gè)區(qū)分”:(1)正確區(qū)分重力、電場力

、洛倫茲力

的大小、方向特點(diǎn)及做功特點(diǎn)。重力

、電場力

做功只與初、末位置有關(guān),與路徑無關(guān),而洛倫茲力

不做功。

(2)正確區(qū)分“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的不同?！半娖D(zhuǎn)”是指帶電粒子在電場中做類平拋

運(yùn)動(dòng),而“磁偏轉(zhuǎn)”是指帶電粒子在磁場中做勻速圓周

運(yùn)動(dòng)。

2.抓住“兩個(gè)技巧”:(1)按照帶電粒子運(yùn)動(dòng)的先后順序,將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成不同特點(diǎn)的小過程。(2)善于畫出幾何圖形處理邊角關(guān)系

,要有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的習(xí)慣。

-3-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備1.做好“兩個(gè)區(qū)分”:-59-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

例1(2016江西贛州模擬)如圖所示,在坐標(biāo)系的第一、四象限存在一寬度為a、垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B;在第三象限存在與y軸正方向成θ=60°角的勻強(qiáng)電場。一個(gè)粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在點(diǎn)

時(shí)發(fā)出的粒子恰好垂直磁場邊界EF射出;將粒子源沿直線PO移動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí),所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計(jì)粒子的重力及粒子間相互作用力。求:-4-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

-60-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。(2)P、Q兩點(diǎn)間的距離。(3)若僅將電場方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60°,粒子源仍在PQ間移動(dòng)并釋放粒子,試判斷這些粒子第一次從哪個(gè)邊界射出磁場并確定射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)范圍。-5-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度。-61-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析:-6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析:-62-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-63-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)若將電場方向變?yōu)榕cy軸負(fù)方向成θ=60°角,由幾何關(guān)系可知,粒子源在PQ間各點(diǎn)處,粒子經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場時(shí)的速率與原來相等,仍為v1、v2。從P、Q點(diǎn)發(fā)出的粒子半徑仍為R1=2a、從P發(fā)出的粒子第一次從y軸上N點(diǎn)射出,由幾何關(guān)系知軌道正好與EF相切,N點(diǎn)的縱坐標(biāo)yN=-(a+2R1sin

60°)=-(1+2)a同理可求,從Q發(fā)出的粒子第一次從y軸上M點(diǎn)射出,M點(diǎn)的縱坐標(biāo)-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)若將電場方向變?yōu)榕cy軸負(fù)方向成-64-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

1.粒子源從P點(diǎn)釋放,粒子恰好垂直磁場邊界EF射出時(shí)的半徑是多大?

2.粒子源從Q點(diǎn)釋放恰好不能從EF射出時(shí)的半徑是多大?3.粒子源從P和Q點(diǎn)釋放時(shí)分別對(duì)應(yīng)粒子射出磁場時(shí)的兩個(gè)邊界坐標(biāo)。-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活1.粒子源從P點(diǎn)釋放,粒子-65-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法帶電粒子在組合場中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)分別研究帶電粒子在不同場區(qū)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在勻強(qiáng)電場中,若速度方向與電場方向平行,則做勻變速直線運(yùn)動(dòng);若速度方向與電場方向垂直,則做類平拋運(yùn)動(dòng)。(2)帶電粒子經(jīng)過磁場區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系處理。(3)當(dāng)粒子從一個(gè)場進(jìn)入另一個(gè)場時(shí),該點(diǎn)的位置、粒子的速度大小和方向往往是解題的突破口。-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法-66-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

例2(2016北京東城區(qū)統(tǒng)測)如圖所示,界面MN與水平地面之間有足夠大的正交的勻強(qiáng)磁場B和勻強(qiáng)電場E,磁感線和電場線互相垂直。在MN上方有一個(gè)帶正電的小球由靜止開始下落,經(jīng)電場和磁場到達(dá)水平地面。若不計(jì)空氣阻力,小球在通過電場和磁場的過程中,下列說法中正確的是()A.小球做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.小球的電勢能保持不變C.洛倫茲力對(duì)小球做正功D.小球動(dòng)能的增加量等于其電勢能和重力勢能減少量的總和答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

-67-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3如圖所示,帶電平行金屬板相距為2R,在兩板間有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,與兩板及左側(cè)邊緣線相切。一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)沿兩板間中心線O1O2從左側(cè)邊緣O1點(diǎn)以某一速度射入,恰沿直線通過圓形磁場區(qū)域,并從極板邊緣飛出,在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0。若撤去磁場,粒子仍從O1點(diǎn)以相同速度射入,則經(jīng)

時(shí)間打到極板上。(1)求兩極板間電壓U。(2)若兩極板不帶電,保持磁場不變,該粒子仍沿中心線O1O2從O1點(diǎn)射入,欲使粒子從兩板左側(cè)間飛出,射入的速度應(yīng)滿足什么條件?-12-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3如圖所示,帶電平行金屬板相距為-68-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-69-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-70-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

1.“一個(gè)帶正電的粒子(不計(jì)重力)沿兩板間中心線O1O2從左側(cè)邊緣O1點(diǎn)以某一速度射入,恰沿直線通過圓形磁場區(qū)域,并從極板邊緣飛出”說明:粒子在圓形電磁場區(qū)域內(nèi)做勻速直線

運(yùn)動(dòng),粒子所受電場力與洛倫茲力相等

。在電場區(qū)域做類平拋

運(yùn)動(dòng),側(cè)向位移為R

。

2.“若撤去磁場,粒子仍從O1點(diǎn)以相同速度射入,則經(jīng)

時(shí)間打到極板上”說明:在撤去磁場前,粒子在圓形電磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0。

3.當(dāng)粒子從極板的左上邊緣射出時(shí),入射速度最大。?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970045?-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活1.“一個(gè)帶正電的粒子(-71-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三變式訓(xùn)練

在例3中,若撤去磁場,極板間電壓不變,粒子從O1點(diǎn)射入,欲使粒子飛出極板,試求粒子射入電場的速度應(yīng)滿足什么條件。

-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三變式訓(xùn)練在例3中,若撤去磁場,極-72-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法帶電粒子在疊加場中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)弄清疊加場的組成特點(diǎn)。(2)正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。(3)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,靈活選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。①若只有兩個(gè)場,合力為零時(shí),則表現(xiàn)為勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。例如電場與磁場中滿足qE=qvB;重力場與磁場中滿足mg=qvB;重力場與電場中滿足mg=qE。②若三場共存時(shí),合力為零,粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),其中洛倫茲力F=qvB的方向與速度v垂直。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法-73-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三③若三場共存時(shí),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有mg=qE,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),即④當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)或有約束的變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解。-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三③若三場共存時(shí),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)-74-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三電磁技術(shù)的應(yīng)用

例4(2016全國理綜乙)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定。質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速,經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場。若某種一價(jià)正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速,為使它經(jīng)勻強(qiáng)磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場,需將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加到原來的12倍。此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為()A.11

B.12

C.121

D.144答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三電磁技術(shù)的應(yīng)用

答案解析-75-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5(多選)(2016安徽六安模擬)為了測量某化肥廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì),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,在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極,污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí),電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U,若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積),下列說法正確的是()A.若污水中正離子較多,則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面的電勢高B.前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢,與哪種離子多無關(guān)C.污水中離子濃度越高,電壓表的示數(shù)越大D.污水流量Q與電壓U成正比,與ab無關(guān)?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970046?答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5(多選)(2016安徽六安模擬-76-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法幾種常見的電磁場應(yīng)用實(shí)例分析1.復(fù)合電磁場的應(yīng)用實(shí)例分析(1)速度選擇器帶電粒子束射入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成的區(qū)域中,滿足平衡條件qE=qvB的帶電粒子可以沿直線通過速度選擇器。速度選擇器只對(duì)粒子的速度大小和方向作出選擇,而對(duì)粒子的電性、電荷量不能進(jìn)行選擇性通過。-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律方法-77-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)電磁流量計(jì)圓形導(dǎo)管直徑為d,用非磁性材料制成,導(dǎo)電液體在管中流動(dòng),導(dǎo)電液體中的自由電荷在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn),形成與流動(dòng)方向垂直的電場,當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時(shí),電場穩(wěn)定,可測量出流量,即(3)磁流體發(fā)電機(jī)等離子氣體噴入磁場,正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)分別聚集到兩個(gè)不同的極板上,產(chǎn)生電勢差。-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)電磁流量計(jì)-78-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-79-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)回旋加速器①用途:加速帶電粒子。②原理:帶電粒子在電場中加速,在磁場中偏轉(zhuǎn),交流電壓的周期與帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同。③粒子獲得的最大動(dòng)能

,其中rn表示D形盒的最大半徑。-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2)回旋加速器-80-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三典例示范(18分)如圖甲所示,在xOy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的磁場和電場,變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向、沿y軸正方向電場強(qiáng)度為正)。在t=0時(shí)刻由原點(diǎn)O發(fā)射初速度大小為v0,方向沿y軸正方向的帶負(fù)電粒子。已知v0、t0、B0,粒子的比荷為,不計(jì)粒子的重力。-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三典例示范(18分)如圖甲所示,在x-81-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)t=t0時(shí),求粒子的位置坐標(biāo)。(2)若t=5t0時(shí)粒子回到原點(diǎn),求0~5t0時(shí)間內(nèi)粒子距x軸的最大距離。(3)若粒子能夠回到原點(diǎn),求滿足條件的所有E0值。-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)t=t0時(shí),求粒子的位置坐標(biāo)-82-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-83-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-84-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-85-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維激活

-86-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三以題說法(1)變化的電場或磁場往往具有周期性,粒子的運(yùn)動(dòng)也往往具有周期性。這種情況下要仔細(xì)分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過程、受力情況,弄清楚帶電粒子在變化的電場、磁場中各處于什么狀態(tài),做什么運(yùn)動(dòng),畫出一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡的草圖。(2)粒子運(yùn)動(dòng)的周期一般與電場或磁場變化的周期有一定聯(lián)系,可把兩種周期的關(guān)系作為解題的突破口。-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三以題說法-87-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三類題過關(guān)

1.(2016陜西西安一模)在地面附近的真空中,存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直電場方向水平向里的勻強(qiáng)磁場,如圖甲所示。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示。該區(qū)域中有一條水平直線MN,D是MN上的一點(diǎn)。在t=0時(shí)刻,有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(可看做質(zhì)點(diǎn)),從M點(diǎn)開始沿著水平直線以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng),t0時(shí)刻恰好到達(dá)N點(diǎn)。經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn),小球在t=2t0至t=3t0時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻,豎直向下經(jīng)過直線MN上的D點(diǎn),并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過D點(diǎn)。求:-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三類題過關(guān)

-88-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)電場強(qiáng)度E的大小。(2)小球從M點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過D點(diǎn)所用的時(shí)間。(3)小球運(yùn)動(dòng)的周期,并畫出運(yùn)動(dòng)軌跡(只畫一個(gè)周期)。?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970047?-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)電場強(qiáng)度E的大小。-89-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-90-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-91-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(2016湖北七校聯(lián)考)如圖甲所示,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁場邊界OP與水平方向夾角為θ=45°,緊靠磁場右上邊界放置長為L、間距為d的平行金屬板M、N,磁場邊界上的O點(diǎn)與N板在同一水平面上,O1、O2為電場左右邊界中點(diǎn)。在兩板間存在如圖乙所示的交變電場(取豎直向下為正方向)。某時(shí)刻從O點(diǎn)豎直向上以不同初速度同時(shí)發(fā)射兩個(gè)相同的質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子a和b。結(jié)果粒子a恰從O1點(diǎn)水平進(jìn)入板間電場運(yùn)動(dòng),由電場中的O2點(diǎn)射出;粒子b恰好從M板左端邊緣水平進(jìn)入電場。不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用,電場周期T未知。求:-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(2016湖北七校聯(lián)考)如圖甲-92-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)粒子a、b從磁場邊界射出時(shí)的速度va、vb。(2)粒子a從O點(diǎn)進(jìn)入磁場到O2點(diǎn)射出電場運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t。(3)如果金屬板間交變電場的周期,粒子b從圖乙中t=0時(shí)刻進(jìn)入電場,要使粒子b能夠穿出板間電場時(shí)E0滿足的條件。-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)粒子a、b從磁場邊界射出時(shí)的-93-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-94-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-95-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-96-213465考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

1.(多選)(2016河南十校聯(lián)考)如圖所示,在x軸的上方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E,在x軸的下方等腰三角形CDM區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面由內(nèi)向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其中C、D在x軸上,它們到原點(diǎn)O的距離均為a,現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從y軸上的P點(diǎn)由靜止釋放,設(shè)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為h,不計(jì)重力作用與空氣阻力的影響。下列說法正確的是()AD-41-213465考點(diǎn)一帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

AD-97-213465-42-213465-98-2134652.如圖所示,在無限長的豎直邊界AC和DE間,上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強(qiáng)磁場,上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,OF為上、下磁場的水平分界線。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點(diǎn)相距為a的P點(diǎn)垂直于AC邊界射入上方區(qū)域,經(jīng)OF上的Q點(diǎn)第一次進(jìn)入下方區(qū)域,Q與O點(diǎn)的距離為3a。不考慮粒子重力。-43-2134652.-99-213465(1)求粒子射入時(shí)的速度大小。(2)要使粒子不從AC邊界飛出,求下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件。(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=3B0,粒子最終垂直DE邊界飛出,求邊界DE與AC間距離的可能值。?導(dǎo)學(xué)號(hào)38970048?-44-213465(1)求粒子射入時(shí)的速度大小。-100-213465-45-213465-101-213465-46-213465-102-213465-47-213465-103-431265考點(diǎn)二帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

3.(多選)如圖所示,在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz(z軸正方向豎直向上),一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球從原點(diǎn)O以速度v沿x軸正方向出發(fā)。下列說法正確的是()A.若電場、磁場分別沿z軸正方向和x軸正方向,小球只能做曲線運(yùn)動(dòng)B.若電場、磁場均沿z軸正方向,小球有可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.若電場、磁場分別沿z軸正方向和y軸負(fù)方向,小球有可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.若電場、磁場分別沿y軸負(fù)方向和z軸正方向,小球有可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)答案解析解析關(guān)閉