2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1．(雙選，2012年新課標(biāo)卷)如圖

3－2－1所示，平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一定的角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示的水平直線通過(guò)電容器，則在此過(guò)程中，該粒子(

)圖3－2－1A．所受重力與電場(chǎng)力平衡C．動(dòng)能逐漸增加B．電勢(shì)能逐漸增加D．做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1．(雙選，2012年新課標(biāo)卷)如圖3－2－1所示，平

解析：受力分析如圖15所示，重力與電場(chǎng)力的合力與速度方向相反，所以粒子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，所以A、C錯(cuò)誤，D正確；因?yàn)殡妶?chǎng)力與速度方向的夾角為鈍角，所以電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，B正確．圖15答案：BD 解析：受力分析如圖15所示，重力與電場(chǎng)力的合力與速度圖15

2．(雙選，2012年全國(guó)理綜卷)質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1

和q2

的兩個(gè)粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn))動(dòng)，已知兩個(gè)粒子的動(dòng)量大小相等．下列說(shuō)法正確的是( A．若q1＝q2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等

B．若m1＝m2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定相等

C．若q1≠q2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定不相等

D．若m1≠m2，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等

答案：AC 2．(雙選，2012年全國(guó)理綜卷)質(zhì)量分別為m1和m2、

3．(雙選，2012年山東卷)圖3－2－2中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷．一帶電粒子以一定的初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)．則該粒子()

圖3－2－2A．帶負(fù)電B．在c點(diǎn)所受的力最大C．在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D．由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化 3．(雙選，2012年山東卷)圖3－2－2中虛線為一組間

解析：根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子帶正電，A錯(cuò)誤；根據(jù)庫(kù)侖定律可知，離點(diǎn)電荷越近受力越大，B錯(cuò)誤；從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，C正確；同心圓間距相等，所以a點(diǎn)到b點(diǎn)的電勢(shì)差大于b點(diǎn)到c點(diǎn)的電勢(shì)差，所以由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化，D正確．答案：CD 解析：根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，粒子帶正電，A錯(cuò)誤；答案：2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

(1)若兩狹縫平行且盤(pán)靜止(如圖丙)，某一粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，豎直向下打在感光板中心點(diǎn)M上，求該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

(2)若兩狹縫夾角為θ0，盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖乙．要使穿過(guò)N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2

的連線上，試分析盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω的取值范圍(設(shè)通過(guò)N1

的所有粒子在盤(pán)旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間內(nèi)都能到達(dá)N2)．圖3－2－3 (1)若兩狹縫平行且盤(pán)靜止(如圖丙)，某一粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖3－2－4圖3－2－42013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

廣東省高考題中，2010年考了帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，2011年考了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，2012年也涉及了帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，所以2013年高考出題方向極容易再考查帶電粒子只在電場(chǎng)中或者只在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．此講是高考的熱點(diǎn)，一般結(jié)合勻變速運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、功能關(guān)系，出現(xiàn)綜合度較高的計(jì)算題，而且還考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力． 廣東省高考題中，2010年考了帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，

帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【例1】(雙選，2012年海南卷)空間存在著方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖3－2－5中的正方形為其邊界．一束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射．這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但荷質(zhì)比相同，且都包含不同速率的粒子．不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是() 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)()圖3－2－5A．入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B．入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大圖3－2－5A．入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不

答案：BD2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)答案：B答案：B帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

【例2】如圖

3－2－7所示，水平放置的兩塊平行金屬板，板長(zhǎng)L0＝10cm，兩板的間距為d＝2cm，一束電子以v0＝4×107m/s的初速度從兩板中央水平射入板間，然后從板間飛出射到距離板L＝45cm、寬D＝20cm的熒光屏上(不計(jì)重力，熒光屏中點(diǎn)在兩板間的中央線上，電子質(zhì)量為0.91×10－30

kg，電荷量e＝1.6×10－19

C)．求：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【例2】如圖3－2－7所示，水平(1)若電子飛入兩板前，是從靜止開(kāi)始經(jīng)歷了加速電場(chǎng)的加速，則該電場(chǎng)的電壓多大？(2)為了使帶電粒子能射中熒光屏所有的位置，兩板間所加的電壓應(yīng)在什么范圍內(nèi)？圖3－2－7(1)若電子飛入兩板前，是從靜止開(kāi)始經(jīng)歷了加速電場(chǎng)的加速，則2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

一般帶電粒子在電場(chǎng)中的加速直線運(yùn)動(dòng)可用動(dòng)能定理來(lái)求加速電壓、加速后的速度等相關(guān)物理量；粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)是類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，可以用平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法來(lái)解，最后從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)出去打在屏幕上的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，在分析時(shí)可以把最后的勻速運(yùn)動(dòng)分解到兩個(gè)方向來(lái)解決問(wèn)題(類(lèi)似小船過(guò)河的問(wèn)題)． 一般帶電粒子在電場(chǎng)中的加速直線運(yùn)動(dòng)可用動(dòng)

2．如圖3－2－8所示的是示波管的原理示意圖．從燈絲發(fā)射出來(lái)的電子經(jīng)電壓為U1

的電場(chǎng)加速后，通過(guò)加速極板A上的小孔O1

射出，沿中心線O1O2

進(jìn)入MN間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，O1O2

與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓為U2，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右端P1點(diǎn)離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，然后打在垂直O(jiān)1O2

放置的熒光屏上的P2點(diǎn)．已知平行金屬極板MN間的距離為d，極板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，極板的右端與熒光屏之間的距離為L(zhǎng)′.不計(jì)電子之間的相互作用力及其所受的重力，且電子離開(kāi)燈絲的初速度可忽略不計(jì)(電子的質(zhì)量為m，電量為e)．求： 2．如圖3－2－8所示的是示波管的原理示意圖．從燈絲發(fā)(1)電子通過(guò)小孔O1

時(shí)的速度大小v0；(2)電子通過(guò)P1

點(diǎn)時(shí)偏離中心線O1O2

的距離y；(3)若O1O2

的延長(zhǎng)線交于熒光屏上的O3

點(diǎn)，而P2

點(diǎn)到O3點(diǎn)的距離稱(chēng)為偏轉(zhuǎn)距離Y(單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離，即

YU2稱(chēng)為示波管的靈敏度)，求該示波管的靈敏度． 圖3－2－8(1)電子通過(guò)小孔O1時(shí)的速度大小v0；點(diǎn)的距離稱(chēng)為偏2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

【例3】如圖

3－2－9甲所示，真空中相距d＝5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫(huà)出)，其中B板接地(電勢(shì)為零)，A板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖乙所示．圖3－2－9帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 【例3】如圖3－2－92013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，一般是勻變速運(yùn)動(dòng)．如果是直線運(yùn)動(dòng)，則是加速運(yùn)動(dòng)和減速運(yùn)動(dòng)的交替，要注意板的寬度與帶電粒子在加速和減速交替運(yùn)動(dòng)的距離關(guān)系．這種題一般適合用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來(lái)求解，要搞清楚在題目規(guī)定的條件下帶電粒子在各個(gè)階段的位移和末速度． 帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，一般是3．(雙選)如圖3－2－10甲所示，A板的電勢(shì)UA＝0，B板)的電勢(shì)UB

隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示．則(

圖3－2－103．(雙選)如圖3－2－10甲所示，A板的電勢(shì)UA＝

答案：BD 答案：BD帶電粒子在多個(gè)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在多個(gè)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(1)粒子a射入?yún)^(qū)域Ⅰ時(shí)速度的大??；(2)當(dāng)a離開(kāi)區(qū)域Ⅱ時(shí)，a、b兩粒子的y坐標(biāo)之差．圖3－2－11(1)粒子a射入?yún)^(qū)域Ⅰ時(shí)速度的大??；(2)當(dāng)a離開(kāi)區(qū)

解：(1)設(shè)粒子a在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為C(在y軸上)，半徑為Ra1，粒子速率為va，運(yùn)動(dòng)軌跡與兩磁場(chǎng)區(qū)域邊界的交點(diǎn)為P′，如圖19所示，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得圖19 解：(1)設(shè)粒子a在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為C(在圖2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)突破課件：第8講帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在多個(gè)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一般會(huì)牽涉到半徑的改變問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題中要考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力，主要是幾何中有關(guān)圓的知識(shí)和三角函數(shù)的運(yùn)算，有時(shí)還要用到對(duì)稱(chēng)性來(lái)解決問(wèn)題． 帶電粒子在多個(gè)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一般會(huì)牽涉到半

4．兩平面熒光屏互相垂直放置，在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸，交點(diǎn)O為原點(diǎn)，如圖3－2－12所示．在y>0、0<x<a的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在y>0、x>a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.在O點(diǎn)處有一小孔，一束質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場(chǎng)，最后打在豎直和水平熒光屏上，使熒光屏發(fā)亮．入