高考物理 熱點(diǎn)預(yù)測(cè) 4.9帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

《高考物理 熱點(diǎn)預(yù)測(cè) 4.9帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 熱點(diǎn)預(yù)測(cè) 4.9帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件（90頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第9講 帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【考綱資訊考綱資訊】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)質(zhì)譜儀和回旋加速器的基本原理質(zhì)譜儀和回旋加速器的基本原理【考情快報(bào)考情快報(bào)】1.1.考查帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，題型一般為考查帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，題型一般為計(jì)算題，往往與各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)能定理相聯(lián)系，但偶爾也會(huì)計(jì)算題，往往與各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)能定理相聯(lián)系，但偶爾也會(huì)以選擇題的形式出現(xiàn)。以選擇題的形式出現(xiàn)。2.2.預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)20132013年高考對(duì)該知識(shí)內(nèi)容的考查主要是：年高考對(duì)該知識(shí)內(nèi)容的考查主要是：(1

2、)(1)考查帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；考查帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；(2)(2)考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；(3)(3)考查以帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為工作原考查以帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為工作原理的儀器在科學(xué)領(lǐng)域、生活實(shí)際中的應(yīng)用。理的儀器在科學(xué)領(lǐng)域、生活實(shí)際中的應(yīng)用。【體系構(gòu)建體系構(gòu)建】【核心自查核心自查】1.“1.“磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)”和和“電偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)”的區(qū)別的區(qū)別磁磁 偏偏 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 電電 偏偏 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 受力受力特征特征運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)律(1)v(1)v垂直于垂直于B B時(shí)，時(shí)，F(xiàn)=_F=_(2)v(2)v不垂直于不垂直于B

3、B時(shí)，時(shí)，F(xiàn)=_(F=_(是是v v與與B B的夾角的夾角) )，F(xiàn) F是變力，只是變力，只改變改變v v的方向的方向無(wú)論無(wú)論v v是否與是否與E E垂垂直，直，F(xiàn)=_F=_，F(xiàn) F是恒力是恒力勻速勻速_，且，且r= r= ，T=T=_運(yùn)動(dòng)，滿運(yùn)動(dòng)，滿足足: v: vx=v=v0,v,vy= =x=vx=v0t,y=t,y=qvBqvBqvBsinqvBsinqEqE圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)mvqB2 mqB類平拋類平拋qEt,m2qEt2m磁磁 偏偏 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電電 偏偏 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)情況情況動(dòng)能動(dòng)能變化變化處理處理方法方法若沒有磁場(chǎng)邊界的限制，若沒有磁場(chǎng)邊界的限制，粒子所能偏轉(zhuǎn)的角度不受粒子所能偏轉(zhuǎn)的角

4、度不受限制，限制，=_= =_= = 1)(1)的顆粒打在收集板上的位置到的顆粒打在收集板上的位置到O O點(diǎn)的距點(diǎn)的距離。離。1k【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題需要把握以下兩點(diǎn)：解答本題需要把握以下兩點(diǎn)：(1)(1)在只有電場(chǎng)的區(qū)域中做直線運(yùn)動(dòng)，表明重力等于電場(chǎng)力；在只有電場(chǎng)的區(qū)域中做直線運(yùn)動(dòng)，表明重力等于電場(chǎng)力；(2)(2)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同區(qū)域，帶電顆粒受到的合外力等于洛倫在電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同區(qū)域，帶電顆粒受到的合外力等于洛倫茲力，帶電顆粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。茲力，帶電顆粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。【解析解析】(1)(1)設(shè)帶電顆粒的電荷量為設(shè)帶電顆粒的電荷量為q q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m，有，有Eq=mgEq

5、=mg將將 代入，得代入，得E=kgE=kg(2)(2)如圖甲所示，有如圖甲所示，有qvqv0B=mB=m得得B=B=q1mk20vR222R3dRd0kv5d(3)(3)如圖乙所示，有如圖乙所示，有qvqv0B=mB=mtan=tan=y y1= =201vR2213dR3d2211RR3dy y2= =ltantany=yy=y1+y+y2得得答案：答案：(1)kg (2)(1)kg (2)(3)(3)223yd(5259)259 l0kv5d2235259259 d（）l【拓展提升拓展提升】【考題透視考題透視】帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是近幾年高考的帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是近幾年

6、高考的重點(diǎn)，更是熱點(diǎn)，分析近幾年高考試題，在該考點(diǎn)有以下命題重點(diǎn)，更是熱點(diǎn)，分析近幾年高考試題，在該考點(diǎn)有以下命題規(guī)律：規(guī)律：(1)(1)以計(jì)算題的形式考查，一般結(jié)合場(chǎng)的知識(shí)考查三種常見的以計(jì)算題的形式考查，一般結(jié)合場(chǎng)的知識(shí)考查三種常見的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)及圓周運(yùn)動(dòng)。一般出運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)及圓周運(yùn)動(dòng)。一般出現(xiàn)在試卷的壓軸題中?，F(xiàn)在試卷的壓軸題中。(2)(2)偶爾也會(huì)對(duì)粒子通過(guò)大小或方向不同的電場(chǎng)或磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)偶爾也會(huì)對(duì)粒子通過(guò)大小或方向不同的電場(chǎng)或磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行考查。的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行考查。【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法帶電粒子在組合場(chǎng)中

7、運(yùn)動(dòng)的處理方法不論帶電粒子是先后在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，還是先后不論帶電粒子是先后在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，還是先后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。解決方法如下：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。解決方法如下：(1)(1)分別研究帶電粒子在不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中分別研究帶電粒子在不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若速度方向與電場(chǎng)方向在同做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若速度方向與電場(chǎng)方向在同一直線上，則做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，若進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向與一直線上，則做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，若進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向垂直，則做類平拋運(yùn)動(dòng)。根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別求電場(chǎng)方向垂直

8、，則做類平拋運(yùn)動(dòng)。根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別求解。解。(2)(2)帶電粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系帶電粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系來(lái)處理。來(lái)處理。(3)(3)注意分析磁場(chǎng)和電場(chǎng)邊界處或交接點(diǎn)位置粒子速度的大小注意分析磁場(chǎng)和電場(chǎng)邊界處或交接點(diǎn)位置粒子速度的大小和方向，把粒子在兩種不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。和方向，把粒子在兩種不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。 【創(chuàng)新預(yù)測(cè)創(chuàng)新預(yù)測(cè)】如圖所示，在豎直平面如圖所示，在豎直平面直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系xOyxOy內(nèi)有半徑內(nèi)有半徑為為R R、圓心在、圓心在O O點(diǎn)、與點(diǎn)、與xOyxOy平面垂直的圓形勻強(qiáng)磁平面垂直的圓形勻

9、強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)水平放置的兩場(chǎng)，右側(cè)水平放置的兩塊帶電金屬板塊帶電金屬板MNMN、PQPQ平行正對(duì)，極板長(zhǎng)度為平行正對(duì)，極板長(zhǎng)度為l，板間距離為，板間距離為d d，板間存在著方向豎直的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為板間存在著方向豎直的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m m且電荷量為且電荷量為q q的粒的粒子子( (不計(jì)重力及空氣阻力不計(jì)重力及空氣阻力) )以速度以速度v v0從從A A處沿處沿y y軸正向進(jìn)入圓形勻軸正向進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并沿強(qiáng)磁場(chǎng)，并沿x x軸正向離開圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，然后從兩極板的左軸正向離開圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，然后從兩極板的左端沿中軸線端沿中軸線CDCD射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰好打在上板邊緣射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰好打在上板邊

10、緣N N端。求：端。求：(1)(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B B。(2)(2)兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小兩極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E E。(3)(3)若粒子以與若粒子以與y y軸正向成軸正向成=30=30從從A A處進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如處進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，且圖所示，且d= d= 試確定該粒子打在極板上距試確定該粒子打在極板上距N N端的距離。端的距離。( (用用l表示表示) )4R3，【解析解析】(1)(1)由幾何關(guān)系知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由幾何關(guān)系知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=Rr=R由洛倫茲力提供向心力得由洛倫茲力提供向心力得所以所以B=

11、B=200vqv Bmr0mvqR(2)(2)粒子在兩極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)粒子在兩極板間做類平拋運(yùn)動(dòng)l=v=v0t qE=mat qE=ma聯(lián)立解得聯(lián)立解得E=E=2d1at22202mdvql(3)(3)該粒子以與該粒子以與y y軸正向成軸正向成=30=30從從A A處進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻處進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。由幾何關(guān)系可得：該粒子出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與由幾何關(guān)系可得：該粒子出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x x軸正向平行，軸正向平行，且與且與x x軸距離為軸距離為 ，然后平行于軸線，然后平行于軸線CDCD進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)做類平拋進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間運(yùn)動(dòng)，

12、設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t t2 2到達(dá)極板到達(dá)極板R2偏轉(zhuǎn)距離偏轉(zhuǎn)距離 l=解得解得l=所以，該粒子打在極板上距所以，該粒子打在極板上距N N端的距離端的距離l= =l- -l=答案：答案：(1) (2) (3) (1) (2) (3) dRRd226 221dat2 0 2v t2l2l0mvqR202mdvql2l【熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練2 2】(2012(2012浙江高考浙江高考) )如圖所示，兩塊水平放置、如圖所示，兩塊水平放置、相距為相距為d d的長(zhǎng)金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)的長(zhǎng)金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之

13、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)量均為靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m m、水平速度、水平速度均為均為v v0 0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U,U,墨滴在電場(chǎng)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)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域后，最終垂直打在下板的M M點(diǎn)。點(diǎn)。(1)(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量。判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷

14、量。(2)(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度求磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的值。的值。(3)(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?，F(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)下板為了使墨滴仍能到達(dá)下板M M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B,B,則則BB的大小為多少？的大小為多少？【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)(1)墨滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡確定電荷種類并計(jì)算墨滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡確定電荷種類并計(jì)算電荷量；電荷量；(2)(2)墨滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力，確定圓心的墨滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向

15、心力，確定圓心的位置和半徑，畫出幾何圖形可以方便求解；位置和半徑，畫出幾何圖形可以方便求解；(3)(3)認(rèn)真審題，充分挖掘已知條件，如垂直打在下板的認(rèn)真審題，充分挖掘已知條件，如垂直打在下板的M M點(diǎn)。點(diǎn)?！窘馕鼋馕觥?1)(1)墨滴受重力和電場(chǎng)力做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與墨滴受重力和電場(chǎng)力做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力平衡，電場(chǎng)的方向豎直向下，說(shuō)明墨滴帶負(fù)電荷，設(shè)其電重力平衡，電場(chǎng)的方向豎直向下，說(shuō)明墨滴帶負(fù)電荷，設(shè)其電荷量為荷量為q q，則有，則有q =mgq =mg所以所以q= q= UdmgdU(2)(2)墨滴進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)共存區(qū)域后，受重力、電場(chǎng)力和洛倫墨滴進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)共存區(qū)域后，受重

16、力、電場(chǎng)力和洛倫茲力作用，但重力和電場(chǎng)力平衡，合力等于洛倫茲力，墨滴做茲力作用，但重力和電場(chǎng)力平衡，合力等于洛倫茲力，墨滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R R，有有因?yàn)槟未怪贝蛟谙掳澹卧谠搮^(qū)域完成一個(gè)四分之一圓周因?yàn)槟未怪贝蛟谙掳?，墨滴在該區(qū)域完成一個(gè)四分之一圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，半徑運(yùn)動(dòng)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，半徑R=dR=d聯(lián)立式得聯(lián)立式得B=B=200vqv BmR02v Ugd(3)(3)根據(jù)題設(shè)，墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)圓周半徑為根據(jù)題設(shè)，墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)圓周半徑為R,R,則則有有200vqv BmR 由圖示幾何關(guān)系得由圖示幾何關(guān)系得

17、得得R= dR= d聯(lián)立式得聯(lián)立式得B=B=答案：答案：(1)(1)負(fù)電荷負(fù)電荷 (2) (3)(2) (3)2221Rd(Rd)2 54024v U5gdmgdU02v Ugd024v U5gd【拓展提升拓展提升】【考題透視考題透視】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是近幾年高考的帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是近幾年高考的熱點(diǎn)，更是重點(diǎn)。分析近幾年的高考試題，可發(fā)現(xiàn)對(duì)該考點(diǎn)的熱點(diǎn)，更是重點(diǎn)。分析近幾年的高考試題，可發(fā)現(xiàn)對(duì)該考點(diǎn)的考查有以下命題規(guī)律：考查有以下命題規(guī)律：(1)(1)一般以計(jì)算題的形式考查，經(jīng)常結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)一般以計(jì)算題的形式考查，經(jīng)常結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)及功能關(guān)系進(jìn)行綜合考

18、查，一般作為壓軸題出現(xiàn)。及功能關(guān)系進(jìn)行綜合考查，一般作為壓軸題出現(xiàn)。(2)(2)有時(shí)也會(huì)以選擇題的形式出現(xiàn)有時(shí)也會(huì)以選擇題的形式出現(xiàn), ,結(jié)合受力分析考查運(yùn)動(dòng)規(guī)律。結(jié)合受力分析考查運(yùn)動(dòng)規(guī)律?！窘桀}發(fā)揮借題發(fā)揮】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)(1)弄清復(fù)合場(chǎng)的組成特點(diǎn)。弄清復(fù)合場(chǎng)的組成特點(diǎn)。(2)(2)正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。(3)(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。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。若只有兩個(gè)場(chǎng)且正交。例如，電場(chǎng)與磁場(chǎng)中滿足若只有兩個(gè)場(chǎng)且正交。例如，電場(chǎng)與磁場(chǎng)中滿足qE=

19、qvBqE=qvB或重或重力場(chǎng)與磁場(chǎng)中滿足力場(chǎng)與磁場(chǎng)中滿足mg=qvBmg=qvB或重力場(chǎng)與電場(chǎng)中滿足或重力場(chǎng)與電場(chǎng)中滿足mg=qEmg=qE，都表，都表現(xiàn)為勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，根據(jù)受力平衡列方程求解?，F(xiàn)為勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，根據(jù)受力平衡列方程求解。三場(chǎng)共存時(shí)，合力為零，受力平衡，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。三場(chǎng)共存時(shí)，合力為零，受力平衡，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。其中洛倫茲力其中洛倫茲力F=qvBF=qvB的方向與速度的方向與速度v v垂直。垂直。三場(chǎng)共存時(shí)，粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。三場(chǎng)共存時(shí)，粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。mgmg與與qEqE相平相平衡，有衡，有mg=qEmg=qE，由此可計(jì)算粒子

20、比荷，判定粒子電性。粒子在，由此可計(jì)算粒子比荷，判定粒子電性。粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用受力平衡和牛頓運(yùn)動(dòng)定洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用受力平衡和牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解，有律結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解，有qvB=mrqvB=mr2 2= =ma= =ma。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)，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。一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解。 222v4mmrrT【創(chuàng)新預(yù)測(cè)創(chuàng)新預(yù)測(cè)】如圖所示的坐標(biāo)系，如圖所示的坐標(biāo)系，x x軸沿水平方向，軸沿水平方向，y y軸沿豎直方向。在軸沿豎直方向。

21、在x x軸上方空間的第軸上方空間的第一、第二象限內(nèi)，既無(wú)電場(chǎng)也無(wú)磁場(chǎng)，一、第二象限內(nèi)，既無(wú)電場(chǎng)也無(wú)磁場(chǎng)，在第三象限內(nèi)存在沿在第三象限內(nèi)存在沿y y軸正方向的勻強(qiáng)軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于電場(chǎng)和垂直于xOyxOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在第四象限內(nèi)存在沿在第四象限內(nèi)存在沿y y軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小與第三象限電場(chǎng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為大小與第三象限電場(chǎng)強(qiáng)度相等的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m m、電量、電量為為q q的帶電質(zhì)點(diǎn)，從的帶電質(zhì)點(diǎn)，從y y軸上軸上y=hy=h處的處的P P1 1點(diǎn)以一定的水平初速度沿點(diǎn)以一定的水平初速度沿x x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限，然后經(jīng)過(guò)軸負(fù)方

22、向進(jìn)入第二象限，然后經(jīng)過(guò)x x軸上軸上x=-2hx=-2h處的處的P P2 2點(diǎn)進(jìn)入第點(diǎn)進(jìn)入第三象限，帶電質(zhì)點(diǎn)恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，之后經(jīng)過(guò)三象限，帶電質(zhì)點(diǎn)恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，之后經(jīng)過(guò)y y軸上軸上y=-2hy=-2h處的處的P P3 3點(diǎn)進(jìn)入第四象限。試求：點(diǎn)進(jìn)入第四象限。試求：(1)(1)第三象限空間中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。第三象限空間中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。(2)(2)帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度。帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度?！窘馕鼋馕觥?1)(1)質(zhì)點(diǎn)從質(zhì)點(diǎn)從P P2到到P P3的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力與電場(chǎng)力平衡，的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力與電場(chǎng)力平衡，洛倫

23、茲力提供向心力。則洛倫茲力提供向心力。則qE=mgqE=mg解得解得E=E=在第二象限內(nèi)從在第二象限內(nèi)從P P1到到P P2的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是只在重力作用下的平拋運(yùn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是只在重力作用下的平拋運(yùn)動(dòng)，即動(dòng)，即h= 2h=vh= 2h=v0t,vt,vy=gt =gt mgq21gt2，那么質(zhì)點(diǎn)從那么質(zhì)點(diǎn)從P P2點(diǎn)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)的速度為點(diǎn)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)的速度為 方向方向與與x x軸負(fù)方向成軸負(fù)方向成4545角，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。角，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。220yvvv2 gh質(zhì)點(diǎn)在第三象限內(nèi)滿足質(zhì)點(diǎn)在第三象限內(nèi)滿足qvB=mqvB=m由幾何知識(shí)可得：由幾何知識(shí)可得：(2R)(2R)2=(2h)=(2h)2

24、+(2h)+(2h)2所以所以B=B=2vRm2gqh(2)(2)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入第四象限，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入第四象限，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)豎直方向的速度減小到零時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)豎直方向的速度減小到零時(shí), ,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)此時(shí)質(zhì)點(diǎn)速度最小，也就是說(shuō)最小速度速度最小，也就是說(shuō)最小速度v vminmin是是v v在水平方向的分量，則在水平方向的分量，則v vminmin=vcos45=vcos45= =方向沿方向沿x x軸正方向。軸正方向。答案：答案：(1) (2) (1) (2) 方向沿方向沿x x軸正方向軸正方向2ghmgqm2gqh2gh【熱點(diǎn)考

25、向熱點(diǎn)考向3 3】電磁場(chǎng)技術(shù)的應(yīng)用電磁場(chǎng)技術(shù)的應(yīng)用【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練3 3】(2012(2012天津高考天津高考) )對(duì)鈾對(duì)鈾235235的進(jìn)一步研究在核能的進(jìn)一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要的意義。如圖所示，質(zhì)量為的開發(fā)和利用中具有重要的意義。如圖所示，質(zhì)量為m m、電荷、電荷量為量為q q的鈾的鈾235235離子，從容器離子，從容器A A下方的小孔下方的小孔S S1 1不斷飄入加速電場(chǎng)，不斷飄入加速電場(chǎng)，其初速度可視為零，然后經(jīng)過(guò)小孔其初速度可視為零，然后經(jīng)過(guò)小孔S S2 2垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做半徑為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做半徑為R

26、 R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離子行的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離子行進(jìn)半個(gè)圓周后離開磁場(chǎng)并被收集，離開磁場(chǎng)時(shí)離子束的等效電進(jìn)半個(gè)圓周后離開磁場(chǎng)并被收集，離開磁場(chǎng)時(shí)離子束的等效電流為流為I I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。不考慮離子重力及離子間的相互作用。(1)(1)求加速電場(chǎng)的電壓求加速電場(chǎng)的電壓U U。(2)(2)求出在離子被收集的過(guò)程中任意時(shí)間求出在離子被收集的過(guò)程中任意時(shí)間t t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量?jī)?nèi)收集到離子的質(zhì)量M M。(3)(3)實(shí)際上加速電壓的大小在實(shí)際上加速電壓的大小在U UUU范圍內(nèi)微小變化。若容器范圍內(nèi)微小變化。若容器A A中有電荷量相同的鈾中有電荷量相同的鈾235235和鈾和鈾23823

27、8兩種離子，如前述情況它們經(jīng)兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場(chǎng)中電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊，運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊， 應(yīng)小于多少？應(yīng)小于多少？( (結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字) )UU【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)(1)離子在加速電場(chǎng)中的加速滿足動(dòng)能定理。離子在加速電場(chǎng)中的加速滿足動(dòng)能定理。(2)(2)微觀離子的等效電流大小仍滿足微觀離子的等效電流大小仍滿足I=I=(3)(3)兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不相交的條件是兩種離

28、子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不相交的條件是R RmaxRRmin。 qt?！窘馕鼋馕觥?1)(1)設(shè)離子經(jīng)加速電場(chǎng)后進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為設(shè)離子經(jīng)加速電場(chǎng)后進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v v，由動(dòng)，由動(dòng)能定理得能定理得qU=qU=離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，即離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，即qvB=mqvB=m聯(lián)立以上兩式可得聯(lián)立以上兩式可得U=U=21mv22vR22qB R2m(2)(2)設(shè)在任意時(shí)間設(shè)在任意時(shí)間t t內(nèi)收集到的離子個(gè)數(shù)為內(nèi)收集到的離子個(gè)數(shù)為N N，總電荷量為，總電荷量為Q Q，則，則有有Q=ItQ=It，N= M=NmN= M=Nm聯(lián)立以上各式可得聯(lián)立以上各

29、式可得M=M=Qq，mItq(3)(3)聯(lián)立兩式可得聯(lián)立兩式可得R=R=設(shè)設(shè)mm為鈾為鈾238238離子質(zhì)量，由于電壓在離子質(zhì)量，由于電壓在U UUU之間有微小變化，之間有微小變化，鈾鈾235235離子在磁場(chǎng)中最大半徑為離子在磁場(chǎng)中最大半徑為R Rmax= =鈾鈾238238離子在磁場(chǎng)中最小半徑為離子在磁場(chǎng)中最小半徑為RRmin= =12mUBq2m UU1Bq2m UU1Bq這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊的條件是這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊的條件是R RmaxRRmin即即則有則有m(U+U)m(U-U)m(U+U)m(U-U)2m UU2m UU11BqBqUmmUmm其

30、中鈾其中鈾235235離子的質(zhì)量離子的質(zhì)量m=235u(um=235u(u為原子質(zhì)量單位為原子質(zhì)量單位) )，鈾，鈾238238離子離子的質(zhì)量的質(zhì)量m=238um=238u。故故解得解得 0.63%00時(shí)，粒子被加速，則最多連續(xù)被加速的次數(shù)時(shí)，粒子被加速，則最多連續(xù)被加速的次數(shù)N=N=(1(1分分) )得得N=25N=25(1(1分分) )分析可得粒子在連續(xù)加速次數(shù)最多，且分析可得粒子在連續(xù)加速次數(shù)最多，且u=Uu=U0時(shí)也被加速的情況時(shí)也被加速的情況下，最終獲得動(dòng)能最大，粒子由靜止開始加速的時(shí)刻下，最終獲得動(dòng)能最大，粒子由靜止開始加速的時(shí)刻t= Tt= T0(n=0,1,2,3(n=0,1,

31、2,3) )(2(2分分) )0T / 4T119( n)250最大動(dòng)能最大動(dòng)能E Ekm=2=2 qU qU0+qU+qU0(2(2分分) )解得解得E Ekm= qU= qU0(1(1分分) )答案：答案：(1) (1) (2) (2)見規(guī)范解答圖見規(guī)范解答圖(3) T(3) T0(n=0,1,2,3(n=0,1,2,3) qU) qU0 1323()25252531325049qU25119( n)25031325【拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練】(2012(2012泰州一模泰州一模) )如圖如圖甲所示，在光滑絕緣的甲所示，在光滑絕緣的水平桌面上建立水平桌面上建立 一一xOyxOy坐標(biāo)系，平面處在周期

32、坐標(biāo)系，平面處在周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化規(guī)律電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化規(guī)律如圖乙所示如圖乙所示( (規(guī)定沿規(guī)定沿y y方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向，豎直向下為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向，豎直向下為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向) )。在。在t=0t=0時(shí)刻，一質(zhì)量為時(shí)刻，一質(zhì)量為10 g10 g、電荷量為、電荷量為+0.1 C+0.1 C的帶電金屬小球自坐標(biāo)的帶電金屬小球自坐標(biāo)原點(diǎn)原點(diǎn)O O處，以處，以v v0=2 m/s=2 m/s的速度沿的速度沿x x軸正方向射出。已知軸正方向射出。已知E E0=0.2 N/C=0.2 N/C、B B0=0.2 T=0.2 T。求

33、：。求：(1)t=1 s(1)t=1 s末小球速度的大小和方向。末小球速度的大小和方向。(2)1 s(2)1 s2 s2 s內(nèi)，金屬小球在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期。內(nèi)，金屬小球在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期。(3)(3)在給定的坐標(biāo)系中，大體畫出小球在在給定的坐標(biāo)系中，大體畫出小球在0 0到到6 s6 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖。示意圖。(4)6 s(4)6 s內(nèi)金屬小球運(yùn)動(dòng)至離內(nèi)金屬小球運(yùn)動(dòng)至離x x軸最遠(yuǎn)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。軸最遠(yuǎn)點(diǎn)的位置坐標(biāo)?！窘馕鼋馕觥?1)(1)在在0 01 s1 s內(nèi)，金屬小球在電場(chǎng)力作用下，在內(nèi)，金屬小球在電場(chǎng)力作用下，在x x軸方軸方向上做勻速運(yùn)動(dòng)向上做勻速

34、運(yùn)動(dòng)v vx=v=v0y y軸方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)軸方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)v vy= =1 s1 s末小球的速度末小球的速度v v1= m/s= m/s設(shè)設(shè)v v1與與x x軸正方向的夾角為軸正方向的夾角為，則，則tan= =45tan= =4501qEtm22xyvv2 2yxvv，(2)(2)在在1 s1 s2 s2 s內(nèi)，小球在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定內(nèi)，小球在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：律得：則則 m m小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T= =1 sT= =1 s21101mvqv BR110mv2RqB02 mqB(3)(3)小球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示小球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

35、(4)5 s(4)5 s末小球的坐標(biāo)為末小球的坐標(biāo)為x=vx=v0t=6 mt=6 m，y= =9 my= =9 m此時(shí)小球此時(shí)小球y y軸方向的速度軸方向的速度v vy= t=6 m/s= t=6 m/s合速度大小為合速度大小為v= m/sv= m/s第第6 s6 s內(nèi)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑內(nèi)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R Rn= m= m帶電小球在第帶電小球在第6 s6 s內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示21at20qEm220yvv2 100mv10qB第第6 s6 s內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)至離內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)至離x x軸最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)橫坐標(biāo)為軸最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)橫坐標(biāo)為X=x-RX=x-Rn nsinsin其

36、中其中sin=sin=則則X=(6- ) mX=(6- ) m縱坐標(biāo)為縱坐標(biāo)為Y=y+RY=y+Rn(1+cos)(1+cos)其中其中cos=cos=則則Y=Y=yv6v2 1030v2v2 10101(9)m答案：答案：(1)2 m/s (1)2 m/s 與與x x軸正方向成軸正方向成4545角角(2) m 1 s(2) m 1 s(3)(3)見解析見解析(4) (4) 223101(6) m,(9) m1.(20121.(2012長(zhǎng)沙二模長(zhǎng)沙二模) )如圖所示空間的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)相互如圖所示空間的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)相互垂直，電場(chǎng)方向豎直向上，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微垂直，電場(chǎng)方

37、向豎直向上，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微粒粒處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列操作能使微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的是處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列操作能使微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的是 ( )( )A.A.只撤去電場(chǎng)只撤去電場(chǎng)B.B.只撤去磁場(chǎng)只撤去磁場(chǎng)C.C.給給一個(gè)豎直向下的初速度一個(gè)豎直向下的初速度D.D.給給一個(gè)垂直紙面向里的初速度一個(gè)垂直紙面向里的初速度【解析解析】選選C C。只撤去電場(chǎng)，微粒在重力與洛倫茲力作用下做。只撤去電場(chǎng)，微粒在重力與洛倫茲力作用下做變速曲線運(yùn)動(dòng)，重力與洛倫茲力的合力并不沿半徑指向圓心；變速曲線運(yùn)動(dòng)，重力與洛倫茲力的合力并不沿半徑指向圓心；只撤去磁場(chǎng)，重力與電場(chǎng)力依然平衡，微粒將保持靜止，因此，只撤去

38、磁場(chǎng)，重力與電場(chǎng)力依然平衡，微粒將保持靜止，因此，選項(xiàng)選項(xiàng)A A、B B均錯(cuò)；給均錯(cuò)；給一個(gè)豎直向下的初速度，由于重力與電場(chǎng)一個(gè)豎直向下的初速度，由于重力與電場(chǎng)力平衡，微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)力平衡，微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C C正確；正確；給給一個(gè)垂直紙面向里的初速度，微粒運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平一個(gè)垂直紙面向里的初速度，微粒運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，不受洛倫茲力，只受重力和電場(chǎng)力，且二力平衡，微粒做行，不受洛倫茲力，只受重力和電場(chǎng)力，且二力平衡，微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 2.(20122.(2012洛陽(yáng)二模洛陽(yáng)二模)()(多選多

39、選) )如圖所示，空間如圖所示，空間的某一正方形區(qū)域存在著相互垂直的勻強(qiáng)電的某一正方形區(qū)域存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子以某一初速度場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子以某一初速度由邊界中點(diǎn)由邊界中點(diǎn)A A進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線運(yùn)動(dòng)，從中進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線運(yùn)動(dòng)，從中點(diǎn)點(diǎn)C C離開區(qū)域；如果將磁場(chǎng)撤去離開區(qū)域；如果將磁場(chǎng)撤去, ,其他條件不變其他條件不變, ,則粒子從則粒子從B B點(diǎn)離點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)；如果將電場(chǎng)撤去，其他條件不變，則粒子從開場(chǎng)區(qū)；如果將電場(chǎng)撤去，其他條件不變，則粒子從D D點(diǎn)離開點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)。已知場(chǎng)區(qū)。已知BC=CD,BC=CD,設(shè)粒子在上述三種情況下設(shè)粒子在上述三種情況下, ,從

40、從A A到到B B、從、從A A到到C C和從和從A A到到D D所用的時(shí)間分別是所用的時(shí)間分別是t t1、t t2、t t3，離開三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分，離開三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別是別是E Ek1、E Ek2、E Ek3，粒子重力忽略不計(jì)，以下關(guān)系式正確的是，粒子重力忽略不計(jì)，以下關(guān)系式正確的是( ) ( ) A.tA.t1 1=t=t2 2tt3 3B.tB.t1 1tt2 2=t=t3 3C.EC.Ek1k1=E=Ek2k2EEEk2k2=E=Ek3k3【解析解析】選選A A、D D。根據(jù)題意可知，粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是直。根據(jù)題意可知，粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，由于忽略粒子重力，必有洛倫茲力與

41、電場(chǎng)力平衡，即線運(yùn)動(dòng)，由于忽略粒子重力，必有洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，即qE=qvqE=qv0B B，從，從A A到到C C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t t2= = 其中其中d d表示表示ACAC間距；若將磁間距；若將磁場(chǎng)撤去，粒子從場(chǎng)撤去，粒子從B B點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)，該過(guò)程粒子在電場(chǎng)力作用下，點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)，該過(guò)程粒子在電場(chǎng)力作用下，做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間做類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t t1= = 若撤去電場(chǎng)，粒子做勻速圓周若撤去電場(chǎng)，粒子做勻速圓周0dv，0dv；運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)，從A A到到D D的過(guò)程中，沿的過(guò)程中，沿ACAC方向的速度分量逐漸減小，且均方向的速度分量逐漸減小，且均小于小于v v0 0，則，則t

42、t3 3 因此，選項(xiàng)因此，選項(xiàng)A A正確，選項(xiàng)正確，選項(xiàng)B B錯(cuò)誤。粒子從錯(cuò)誤。粒子從A A到到C C過(guò)程是勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變；從過(guò)程是勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變；從A A到到D D過(guò)程中，粒子只在洛過(guò)程中，粒子只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，則倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，則E Ek2k2=E=Ek3k3；粒子從；粒子從A A到到B B過(guò)程中，合外力是電場(chǎng)力，電場(chǎng)力做了正功，粒子的動(dòng)能過(guò)程中，合外力是電場(chǎng)力，電場(chǎng)力做了正功，粒子的動(dòng)能增加，則有增加，則有E Ek1k1EEk2k2=E=Ek3k3，選項(xiàng)，選項(xiàng)D D正確，而選項(xiàng)正確，而選項(xiàng)C C錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 0dv，3.(3

43、.(多選多選) )如圖所示，從離子源發(fā)射出不計(jì)重力的正離子，經(jīng)加如圖所示，從離子源發(fā)射出不計(jì)重力的正離子，經(jīng)加速電壓速電壓U U加速后進(jìn)入相互垂直的電場(chǎng)加速后進(jìn)入相互垂直的電場(chǎng)(E(E方向豎直向上方向豎直向上) )和磁場(chǎng)和磁場(chǎng)(B(B方向垂直紙面向外方向垂直紙面向外) )中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)。要使此離子沿直中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)。要使此離子沿直線通過(guò)電磁場(chǎng)，需要線通過(guò)電磁場(chǎng)，需要( )( )A.A.增加增加E E，減小，減小B BB.B.增加增加E E，減小，減小U UC.C.適當(dāng)增加適當(dāng)增加U UD.D.適當(dāng)減小適當(dāng)減小E E【解析解析】選選C C、D D。離子所受的電場(chǎng)力。離子所受的電場(chǎng)力F

44、=qEF=qE，洛倫茲力，洛倫茲力F F洛洛=qvB=qvB，qU= qU= 離子向上偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力大于洛倫茲力，故要使離子離子向上偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力大于洛倫茲力，故要使離子沿直線運(yùn)動(dòng)，可以適當(dāng)增加沿直線運(yùn)動(dòng)，可以適當(dāng)增加U U，增加速度，增大洛倫茲力，增加速度，增大洛倫茲力，C C項(xiàng)項(xiàng)正確；也可適當(dāng)減小正確；也可適當(dāng)減小E E，減小電場(chǎng)力，減小電場(chǎng)力，D D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。21mv2，4.4.坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)O O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xOyxOy平面內(nèi)的平面內(nèi)的x x軸上方軸上方各個(gè)方向發(fā)射各個(gè)方向發(fā)射粒子，粒子，粒子的速度大小都是粒子的速度大小都是v v0，在，在0yd

45、0yd的區(qū)的區(qū)域內(nèi)分布有指向域內(nèi)分布有指向y y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E= E= 其中其中q q與與m m分別為分別為粒子的電量和質(zhì)量；在粒子的電量和質(zhì)量；在dy2ddy2d的區(qū)的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于域內(nèi)分布有垂直于xOyxOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。abab為一塊很大的平面為一塊很大的平面感光板，放置于感光板，放置于y=2dy=2d處，如圖所示。觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無(wú)粒子打處，如圖所示。觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無(wú)粒子打到到abab板上。板上。( (不考慮不考慮粒子的重力粒子的重力) )203mv2qd，(1)(1)求求粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能。粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能

46、。(2)(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度求磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小。的大小。(3)(3)將將abab板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上? ?并求出此并求出此時(shí)時(shí)abab板上被板上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度。粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度?！窘馕鼋馕觥?1)(1)根據(jù)動(dòng)能定理：根據(jù)動(dòng)能定理：Eqd=Eqd=則末動(dòng)能為則末動(dòng)能為E Ek= =(2)(2)根據(jù)根據(jù)(1)(1)中結(jié)果可知中結(jié)果可知v=2vv=2v0，對(duì)于沿，對(duì)于沿x x軸正方向射出的粒子進(jìn)軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與入磁場(chǎng)時(shí)與x x軸正方向夾角軸正方向夾角= = 其在電場(chǎng)中沿其在電場(chǎng)中沿x x軸方向的位軸方向的位移移x

47、x1=v=v0t=vt=v022011mvmv222220011mvEqdmv2mv223，2d2 3dEq3m。該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)幾何知識(shí)可得知：若該粒子不該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)幾何知識(shí)可得知：若該粒子不能打到能打到abab板上，則所有粒子均不能打到板上，則所有粒子均不能打到abab板上，因此該粒子軌板上，因此該粒子軌跡必與跡必與abab板相切，其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑滿足關(guān)系式板相切，其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑滿足關(guān)系式d=r+rcos60d=r+rcos60，則，則r= dr= d又根據(jù)洛倫茲力提供向心力又根據(jù)洛倫茲力提供向心力Bqv=Bqv=可得可得B=B=232mvr03mv3mv2q

48、dqd(3)(3)根據(jù)幾何知識(shí)可知，沿根據(jù)幾何知識(shí)可知，沿x x軸負(fù)方向射出的粒子若能打到軸負(fù)方向射出的粒子若能打到abab板板上，則所有粒子均能打到上，則所有粒子均能打到abab板上。其臨界情況就是此粒子軌跡板上。其臨界情況就是此粒子軌跡恰好與恰好與abab板相切。板相切。由圖可知此時(shí)磁場(chǎng)寬度應(yīng)為原來(lái)的由圖可知此時(shí)磁場(chǎng)寬度應(yīng)為原來(lái)的 ，即當(dāng)，即當(dāng)abab板位于板位于y= dy= d的的位置時(shí)，恰好所有粒子均能打到板上；且位置時(shí)，恰好所有粒子均能打到板上；且abab板上被打中區(qū)域的板上被打中區(qū)域的長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L=答案：答案：(1)(1)(2)(2)(3)y=(3)y=134314 322xrdd33 202mv03mvqd4d34 32dd33