【創(chuàng)新方案】高考物理二輪復習 專題八 帶電粒子在復合場中的運動課件（全國通用）

1.(2012·海南高考)如圖8－1所示，在兩水平極板間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向里，一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板，若不計重力，下列四個物理量中哪一個改變時，粒子運動軌跡不會改變？(

)A．粒子速度的大小B．粒子所帶的電荷量C．電場強度

D．磁感應強度解析：選粒子能水平通過電極板，則qE＝qvB，則改變電荷量不會打破平衡使粒子的運動軌跡發(fā)生改變。圖8－1B(1)在t＝0到t＝T0這段時間內，小球不受細管側壁的作用力，求小球的速度大小v0；(2)在豎直向下的磁感應強度增大過程中，將產生渦旋電場，其電場線是在水平面內一系列沿逆時針方向的同心圓，同一條電場線上各點的場強大小相等。試求t＝T0到t＝1.5T0這段時間內：①細管內渦旋電場的場強大小E；②電場力對小球做的功W。圖8－23．(2012·浙江高考)如圖8－3所示，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調的電源上。兩板之間的右側區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。將噴墨打印機的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運動；進入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點。圖8－3(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；(2)求磁感應強度B的值；(3)現保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達下板M點，應將磁感應強度調至B′，則B′的大小為多少？由以上高考考試題可以以看出，本本專題的高高頻考點主主要集中在在帶電粒子子在組合場場或復合場場中的運動動規(guī)律，另另外帶電粒粒子的測量量與控制的的實際應用用也將是高高考的熱點點問題，復復習時要深深入理解概概念，掌握握基本規(guī)律律，以力和和能量為主主線，運用用力學和電電學、磁學學知識，進進行綜合分分析。1．必須精通通的幾種方方法(1)帶電粒子在在復合場中中的平衡問問題的分析析方法。(2)帶電粒子在在組合場中中運動的分分析方法。。(3)帶電粒子在在復合場中中運動的分分析方法。。2．必須明確確的易錯易易混點(1)組合場中不不能確定好好粒子在組組合場交界界位置的速速度的大小小與方向而而出錯。(2)在復合場中中，受力分分析不正確確，特別是是洛倫茲力力的方向判判斷不正確確而出錯。。(3)對帶電體的的重力能否否被忽略判判斷不準而而導致出錯錯。(4)混淆處理“磁偏轉”和“電偏轉”的方法而出出錯。圖8－4[答案](1)0.2m(3)1.19×10－6s(3)x＝0.6m分析帶電粒粒子在組合合場中運動動問題的方方法(1)帶電粒子依依次通過不不同場區(qū)時時，由受力力情況確定定粒子在不不同區(qū)域的的運動情況況。(2)根據區(qū)域和和運動規(guī)律律的不同，，將粒子運運動的過程程劃分為幾幾個不同的的階段，對對不同的階階段選取不不同的規(guī)律律處理。(3)聯系粒子在在不同階段段的運動的的物理量是是速度，因因此確定帶帶電粒子在在場區(qū)邊界界的速度(包括大小和和方向)是解決該類類問題的關關鍵。1．在實驗室室中，需要要控制某些些帶電粒子子在某區(qū)域域內的滯留留時間，以達到預想想的實驗效效果?，F設設想在xOy的紙面內存存在以下的的勻強磁場場區(qū)域，在在O點到P點區(qū)域的x軸上方，磁磁感應強度度為B，方向垂直直紙面向外外，在x軸下方，磁磁感應強度度大小也為為B，方向垂直直紙面向里里，OP兩點距離為為x0(如圖8－5所示)?，F在原點點O處以恒定速速度v0不斷地向第第一象限內內發(fā)射氘核核粒子。圖8－5圖8－6(1)帶電電粒粒子子在在xOy平面面內內做做勻勻速速直直線線運運動動速速度度v0的大大小小和和方方向向；；(2)帶電電粒粒子子在在xOy平面面內內做做勻勻速速圓圓周周運運動動時時電電場場強強度度的的大大小小和和方方向向；；(3)若帶帶電電粒粒子子做做勻勻速速圓圓周周運運動動時時恰恰好好未未離離開開第第Ⅰ象限限，，x軸上上入入射射點點P應滿滿足足什什么么條條件件？？[思路路點點撥撥](1)粒子子在在復復合合場場中中做做勻勻速速直直線線運運動動，，則則合合力力為為零零，，又又重重力力及及電電場場力力大大小小、、方方向向已已知知，，結結合合磁磁場場方方向向及及平平衡衡條條件件即即可可判判斷斷和和計計算算粒粒子子速速度度的的方方向向和和大大小??；；(2)帶電電粒粒子子在在xOy平面面內內做做勻勻速速圓圓周周運運動動時時，，電電場場力力F一定定與與重重力力平平衡衡，，洛洛倫倫茲茲力力提提供供向向心心力力；；(3)帶電電粒粒子子做做勻勻速速圓圓周周運運動動恰恰好好未未離離開開第第Ⅰ象限限，，則則圓圓弧弧左左邊邊與與y軸相相切切，，畫畫出出軌軌跡跡，，結結合合幾幾何何關關系系進進行行求求解解。。[答案案](1)2.0m/s，方方向向斜斜向向上上與與x軸夾夾角角為為60°°(2)1.0N/C方向向豎豎直直向向上上(3)x軸上上入入射射點點P離O點距距離離至至少少為為0.27m1.解決決帶帶電電粒粒子子在在復復合合場場中中運運動動的的一一般般思思路路(1)弄清清復復合合場場的的組組成成，，是是磁磁場場與與電電場場的的混混合合，，是是磁磁場場與與重重力力場場的的混混合合，，還還是是磁磁場場、、電電場場與與重重力力場場的的混混合合；；(2)對帶電粒子進進行受力分析析和運動過程程分析，并畫畫出運動軌跡跡；(3)選擇恰當的物物理規(guī)律列方方程求解。2．復合場中重重力是否考慮慮的三種情況況(1)對于微觀粒子子，如電子、、質子、離子子等，因為其其重力一般情情況下與電場場力或磁場力力相比太小，，可以忽略。。而對于一些些實際物體，，如帶電小球球、液滴、金金屬塊等，一一般應考慮其其重力。(2)在題目中明確確說明的按說說明要求是否否考慮重力。。(3)不能直接判斷斷是否考慮重重力的，在進進行受力分析析與運動分析析時，要由分分析結果確定定是否考慮重重力。圖8－72.如圖8－7所示，豎直平平面xOy內存在水平向右的勻強電電場，場強大大小E＝10N/C，在y≥0的區(qū)域內還存存在垂直于坐坐標平面向里的勻強磁磁場，磁感應應強度大小B＝0.5T。一電荷量為為q＝＋0.2C、質量為m＝0.4kg的小球由長L＝0.4m的細線懸掛于于P點，小球可視視為質點，現現將小球拉至至水平位置A無初速度釋放放，小球運動動到懸點P正下方的坐標標原點O時，懸線突然然斷裂，此后后小球又恰好好能通過O點正下方的N點。(g＝10m/s2)求：(1)小球運動到O點時的速度大大?。?2)懸線斷裂前瞬瞬間拉力的大大?。?3)ON間的距離。答案：(1)2m/s(2)8.2N(3)3.2m圖8－8(1)求粒子離開偏偏轉電場時，，在垂直于板板方向偏移的的最大距離；；(2)若所有粒子均均不能從環(huán)形形帶磁場的右右側穿出，求求環(huán)形帶磁場場的最小寬度度。帶電粒子在交交變電場或磁磁場中運動情情況比較復雜雜，其運動情情況不僅與場場變化的規(guī)律律有關，還與與粒子進入場場的時刻有關關，一定要從從粒子的受力力情況入手，，分析清楚粒粒子在不同時時間間隔內的的運動情況。。若交變電壓壓的變化周期期遠大于粒子子穿越電場的的時間，則在在粒子穿越電電場過程中，，電場可作勻勻強電場處理理。3．水平放置的的平行金屬板板M、N之間存在豎直直向上的勻強強電場和垂直紙面的的交變磁場(如圖8－9甲所示，垂直直紙面向里為為正)，磁感應強度度B0＝100T。已知兩板間間距離d＝0.3m，電場強度E＝50V/m，M板上有有一小小孔P，在P正上方方h＝5cm處的O點，一一帶電電油滴滴自由由下落落，穿穿過小小孔后后進入入兩板板間，，最后后落在在N板上的的Q點如圖圖乙所所示。。如果果油滴滴的質質量m＝10－4kg，帶電電荷量量|q|＝2×10－5C。(不計空