高三物理一輪復習 06 帶電粒子在復合場中的運動導學案

1、帶電粒子在復合場中的運動【課題】帶電粒子在復合場中的運動【導學目標】1、掌握帶電粒子在復合場中的受力特點和運動規(guī)律 2、會用力學有關規(guī)律分析和解決帶電粒子在復合場中的運動問題【導入】一、帶電粒子在復合場中的受力特點帶電粒子無論運動與否都受電場力。在重力場中所受重力及在勻強電場中所受的電場力均為恒力，它們的做功只與始末位置在重力場中的高度差或在電場中的電勢差有關，而與運動路徑無關。而帶電粒子在磁場中只有運動(且速度不與磁場平行)時才會受到洛侖茲力，故洛侖茲力對運動電荷不做功。二、帶電粒子在復合場中的運動特點（一）帶電微粒在三個場共同作用下做直線運動:當帶電微粒的速度平行于磁場時，不受洛倫茲力，因

2、此可能做勻速運動也可能做勻變速運動；當帶電微粒的速度垂直于磁場時，一定做勻速運動。（二）帶電微粒在三個場共同作用下做勻速圓周運動: 自由的帶電粒子在復合場中作勻速圓周運動時，必定滿足電場力和重力平衡。當粒子速度方向與磁場方向垂直時，洛侖茲力提供向心力，使帶電粒子作勻速圓周運動。（三）較復雜的曲線運動。在復合場中，若帶電粒子所受合外力不斷變化且與粒子速度不在一直線上時，帶電粒子作非勻變速曲線運動。此類問題，通常用能量觀點分析解決，帶電粒子在復合場中若有軌道約束，或勻強電場或勻速磁場隨時間發(fā)生周期性變化等原因，使粒子的運動更復雜，則應視具體情況進行分析。三、帶電粒子在復合場中的運動的分析方法(1)

3、受力分析是基礎在受力分析時是否考慮重力必須注意題目條件(2)運動過程分析是關鍵在運動過程分析中應注意物體做直線運動，曲線運動及圓周運動、類平拋運動的條件(3)構(gòu)建物理模型是難點根據(jù)不同的運動過程及物理模型選擇合適的物理規(guī)律列方程求解【導研】例1如圖所示，空間存在垂直于紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，場內(nèi)有一絕緣的足夠長的直桿，它與水平面的傾角為，一帶電量為q、質(zhì)量為m的帶負電的小球套在直桿上，從A點由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為，在小球以后運動的過程中，下列說法正確的是( )A小球下滑的最大速度為vB小球下滑的最大加速度為amgsinC小球的加速度一直在減小D小球的速度先增大后

4、減小例2如圖所示，a為帶正電的小物塊，b是一不帶電的絕緣物塊(設a、b間無電荷轉(zhuǎn)移)，a、b疊放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直紙面向里的勻強磁場現(xiàn)用水平恒力F拉b物塊，使a、b一起無相對滑動地向左加速運動，則在加速運動階段()Aa對b的壓力不變Ba對b的壓力變大Ca、b物塊間的摩擦力變大Da、b物塊間的摩擦力不變例3 地面附近空間中存在著水平方向的勻強電場和勻強磁場，已知磁場方向垂直紙面向里，一個帶電油滴能沿一條與豎直方向成角的直線MN運動(MN在垂直于磁場方向的平面內(nèi))，如圖所示則以下判斷中正確的是()A如果油滴帶正電，它是從M點運動到N點B如果油滴帶正電，它是從N點運動到M點C如果電場

5、方向水平向左，油滴是從M點運動到N點D如果電場方向水平向右，油滴是從M點運動的N點例4如圖所示，豎直平面上的兩個半徑相同的光滑的半圓形軌道，分別處在沿水平方向的勻強電場和勻強磁場中，兩個相同的帶正電小球同時從兩軌道左端最高點由靜止釋放.M、N為軌道的最低點，下列判斷正確的是（ ）A兩小球到達軌道最低點的速度一定是VMVN B兩小球經(jīng)過軌道最低點時對軌道的壓力一定是NMNN C小球第一次到達M點的時間大于小球第一次到達N點的時間D在磁場中小球能到達軌道的另一端最高處，在電場中小球不能到達軌道另一端最高處例5如圖所示，豎直放置的兩塊很大的平行金屬板a、b ，相距為d ，ab間的電場強度為E，今有一

6、帶正電的微粒從a板下緣以初速度v0豎直向上射入電場，當它飛到b板時，速度大小不變，而方向變?yōu)樗椒较?，且剛好從高度也為d的狹縫穿過b板而進入bc區(qū)域，bc區(qū)域的寬度也為d，所加電場大小為E，方向豎直向上，磁感強度方向垂直紙面向里，磁場磁感應強度大小等于E / v0 ，重力加速度為g，則下列關于粒子運動的有關說法正確的是（ ）A.粒子在ab區(qū)域的運動時間為v0/g B.粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運動，圓周半徑r=2d C.粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運動，運動時間為d/6v0D.粒子在ab、bc區(qū)域中運動的總時間為(+6)d/3v0例6O600AyxE2 DCBE1如圖所示，坐標系xOy在豎直平面

7、內(nèi)，水平軌道AB和斜面BC均光滑 且絕緣，AB和BC的長度均為L，斜面BC與水平地面間的夾角=600，有一質(zhì)量為m、電量為+q的帶電小球（可看成質(zhì)點）被放在A點。已知在第一象限分布著互相垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上，場強大小，磁場為水平方向（圖中垂直紙面向外），磁感應強度大小為B；在第二象限分布著沿x軸正向的水平勻強電場，場強大小?，F(xiàn)將放在A點的帶電小球由靜止釋放（運動過程中小球所帶的電量不變），則（1）小球到B點的速度大小？（2）從A點開始，小球需經(jīng)多少時間才能落到地面？ 【導練】1.水平放置的平行金屬板a、b帶有等量電荷，a板帶正電，兩板間有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶正

8、電的粒子在兩板間做直線運動，粒子的重力不計關于粒子在兩板間運動的情況，正確的是()A可能向右做勻加速直線運動B可能向左做勻加速直線運動C只能是向右做勻速直線運動D只能是向左做勻速直線運動2、磁流體發(fā)電機可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，是一種低碳環(huán)保發(fā)電機，有著廣泛的發(fā)展前景其發(fā)電原理示意圖如圖所示，將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，整體上呈電中性)噴射入磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場區(qū)域有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路，設氣流的速度為v，氣體的電導率(電阻率的倒數(shù))為g.則()A兩板間的電勢差為UBdvB上板是電源的正極，下板是電源的

9、負極C流經(jīng)R的電流強度為ID流經(jīng)R的電流強度為I3、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置其主體部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，并分別與高頻交流電源有兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時都得到加速，如圖所示現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時的動能，下列方法可行的是()A增大金屬盒的半徑B減小狹縫間的距離C增大高頻交流電壓D減小磁場的磁感應強度4、質(zhì)譜議的構(gòu)造原理如圖所示從粒子源S出來時的粒子速度很小，可以看作初速為零，粒子經(jīng)過電場加速后進入有界的垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，并沿著半圓周運動而達到照相底片上的P點，測得P點到入口的距離為x，則以下說法正確的是（ ）A粒子

10、一定帶正電B粒子一定帶負電Cx越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越大Dx越大，則粒子的質(zhì)量與電量之比一定越小5、隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展，大型化工廠已越來越多，環(huán)境污染也越來越嚴重為減少環(huán)境污染，技術(shù)人員在排污管末端安裝了如圖8316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上下底面方向加磁感應強度為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面分別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，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(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是()A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B若污水中負離子較多，則前表面比后表面電勢