【創(chuàng)新方案】高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題八 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)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(jì)重力，下列四個(gè)物理量中哪一個(gè)改變時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)改變？(

)A．粒子速度的大小B．粒子所帶的電荷量C．電場(chǎng)強(qiáng)度

D．磁感應(yīng)強(qiáng)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(huì)打破平衡使粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生改變。圖8－1B(1)在t＝0到t＝T0這段時(shí)間內(nèi)，小球不受細(xì)管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小v0；(2)在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大過程中，將產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)，其電場(chǎng)線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時(shí)針方向的同心圓，同一條電場(chǎng)線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等。試求t＝T0到t＝1.5T0這段時(shí)間內(nèi)：①細(xì)管內(nèi)渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E；②電場(chǎng)力對(duì)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(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場(chǎng)區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點(diǎn)。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(yīng)強(qiáng)度B的值；(3)現(xiàn)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(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)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(diǎn)主主要集中在在帶電粒子子在組合場(chǎng)場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)動(dòng)規(guī)律，另另外帶電粒粒子的測(cè)量量與控制的的實(shí)際應(yīng)用用也將是高高考的熱點(diǎn)點(diǎn)問題，復(fù)復(fù)習(xí)時(shí)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(yùn)用用力學(xué)和電電學(xué)、磁學(xué)學(xué)知識(shí)，進(jìn)進(jìn)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(fù)合場(chǎng)中中的平衡問問題的分析析方法。(2)帶電粒子在在組合場(chǎng)中中運(yùn)動(dòng)的分分析方法。。(3)帶電粒子在在復(fù)合場(chǎng)中中運(yùn)動(dòng)的分分析方法。。2．必須明確確的易錯(cuò)易易混點(diǎn)(1)組合場(chǎng)中不不能確定好好粒子在組組合場(chǎng)交界界位置的速速度的大小小與方向而而出錯(cuò)。(2)在復(fù)合場(chǎng)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(cuò)。。(3)對(duì)帶電體的的重力能否否被忽略判判斷不準(zhǔn)而而導(dǎo)致出錯(cuò)錯(cuò)。(4)混淆處理“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的方法而出出錯(cuò)。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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)問題的方方法(1)帶電粒子依依次通過不不同場(chǎng)區(qū)時(shí)時(shí)，由受力力情況確定定粒子在不不同區(qū)域的的運(yùn)動(dòng)情況況。(2)根據(jù)區(qū)域和和運(yùn)動(dòng)規(guī)律律的不同，，將粒子運(yùn)運(yùn)動(dòng)的過程程劃分為幾幾個(gè)不同的的階段，對(duì)對(duì)不同的階階段選取不不同的規(guī)律律處理。(3)聯(lián)系粒子在在不同階段段的運(yùn)動(dòng)的的物理量是是速度，因因此確定帶帶電粒子在在場(chǎng)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(guān)關(guān)鍵。1．在實(shí)驗(yàn)室室中，需要要控制某些些帶電粒子子在某區(qū)域域內(nèi)的滯留留時(shí)間，以達(dá)到預(yù)想想的實(shí)驗(yàn)效效果?，F(xiàn)設(shè)設(shè)想在xOy的紙面內(nèi)存存在以下的的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)區(qū)域，在在O點(diǎn)到P點(diǎn)區(qū)域的x軸上方，磁磁感應(yīng)強(qiáng)度度為B，方向垂直直紙面向外外，在x軸下方，磁磁感應(yīng)強(qiáng)度度大小也為為B，方向垂直直紙面向里里，OP兩點(diǎn)距離為為x0(如圖8－5所示)。現(xiàn)在原點(diǎn)點(diǎn)O處以恒定速速度v0不斷地向第第一象限內(nèi)內(nèi)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(nèi)內(nèi)做做勻勻速速直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)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(nèi)內(nèi)做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)電電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)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(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)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(diǎn)點(diǎn)P應(yīng)滿滿足足什什么么條條件件？？[思路路點(diǎn)點(diǎn)撥撥](1)粒子子在在復(fù)復(fù)合合場(chǎng)場(chǎng)中中做做勻勻速速直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，則則合合力力為為零零，，又又重重力力及及電電場(chǎng)場(chǎng)力力大大小小、、方方向向已已知知，，結(jié)結(jié)合合磁磁場(chǎng)場(chǎng)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(jì)計(jì)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(nèi)內(nèi)做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)，，電電場(chǎng)場(chǎng)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(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)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(jié)結(jié)合合幾幾何何關(guān)關(guān)系系進(jìn)進(jìn)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(diǎn)點(diǎn)P離O點(diǎn)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(fù)復(fù)合合場(chǎng)場(chǎng)中中運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的一一般般思思路路(1)弄清清復(fù)復(fù)合合場(chǎng)場(chǎng)的的組組成成，，是是磁磁場(chǎng)場(chǎng)與與電電場(chǎng)場(chǎng)的的混混合合，，是是磁磁場(chǎng)場(chǎng)與與重重力力場(chǎng)場(chǎng)的的混混合合，，還還是是磁磁場(chǎng)場(chǎng)、、電電場(chǎng)場(chǎng)與與重重力力場(chǎng)場(chǎng)的的混混合合；；(2)對(duì)帶電粒子進(jìn)進(jìn)行受力分析析和運(yùn)動(dòng)過程程分析，并畫畫出運(yùn)動(dòng)軌跡跡；(3)選擇恰當(dāng)?shù)奈镂锢硪?guī)律列方方程求解。2．復(fù)合場(chǎng)中重重力是否考慮慮的三種情況況(1)對(duì)于微觀粒子子，如電子、、質(zhì)子、離子子等，因?yàn)槠淦渲亓σ话闱榍闆r下與電場(chǎng)場(chǎng)力或磁場(chǎng)力力相比太小，，可以忽略。。而對(duì)于一些些實(shí)際物體，，如帶電小球球、液滴、金金屬塊等，一一般應(yīng)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(jìn)進(jìn)行受力分析析與運(yùn)動(dòng)分析析時(shí)，要由分分析結(jié)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(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大大小E＝10N/C，在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存存在垂直于坐坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁磁場(chǎng)，磁感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T。一電荷量為為q＝＋0.2C、質(zhì)量為m＝0.4kg的小球由長L＝0.4m的細(xì)線懸掛于于P點(diǎn)，小球可視視為質(zhì)點(diǎn)，現(xiàn)現(xiàn)將小球拉至至水平位置A無初速度釋放放，小球運(yùn)動(dòng)動(dòng)到懸點(diǎn)P正下方的坐標(biāo)標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，懸線突然然斷裂，此后后小球又恰好好能通過O點(diǎn)正下方的N點(diǎn)。(g＝10m/s2)求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)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(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，，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(chǎng)的右右側(cè)穿出，求求環(huán)形帶磁場(chǎng)場(chǎng)的最小寬度度。帶電粒子在交交變電場(chǎng)或磁磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情情況比較復(fù)雜雜，其運(yùn)動(dòng)情情況不僅與場(chǎng)場(chǎng)變化的規(guī)律律有關(guān)，還與與粒子進(jìn)入場(chǎng)場(chǎng)的時(shí)刻有關(guān)關(guān)，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(shí)時(shí)間間隔內(nèi)的的運(yùn)動(dòng)情況。。若交變電壓壓的變化周期期遠(yuǎn)大于粒子子穿越電場(chǎng)的的時(shí)間，則在在粒子穿越電電場(chǎng)過程中，，電場(chǎng)可作勻勻強(qiáng)電場(chǎng)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(qiáng)強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面的的交變磁場(chǎng)(如圖8－9甲所示，垂直直紙面向里為為正)，磁感應(yīng)強(qiáng)度度B0＝100T。已知兩板間間距離d＝0.3m，電場(chǎng)強(qiáng)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(diǎn)，一一帶電電油滴滴自由由下落落，穿穿過小小孔后后進(jìn)入入兩板板間，，最后后落在在N板上的的Q點(diǎn)如圖圖乙所所示。。如果果油滴滴的質(zhì)質(zhì)量m＝10－4kg，帶電電荷量量|q|＝2×10－5C。(不計(jì)空