江西省南昌市新建一中2014屆高考物理專題復習 專題五 帶電粒子在電場中的運動學案

山西省南昌市新建一中2014屆高考物理專題復習 專題五 帶電粒子在電場中的運動學案自主預習知識點總結(jié)一、洛侖茲力1、公式：FqvBsin(為v與B的夾角)2、特點：洛倫茲力F的方向既垂直于磁場B的方向，又垂直于運動電荷的速度v的方向，即F總是垂直于B和v所在的平面故永遠不對運動電荷做功。3、方向的判斷：左手定則二、帶電粒子在勻強磁場中的運動公式三、 兩種模型1、組合場：即電場與磁場有明顯的界線,帶電粒子分別在兩個區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運動,即分段運動,該類問題運動過程較為復雜,但對于每一段運動又較為清晰易辨,往往這類問題的關鍵在于分段運動的連接點時的速度,具有承上啟下的作用2、復合場：即在同一區(qū)域內(nèi)同時有電場和磁場，些類問題看似簡單，受力不復雜，但仔細分析其運動往往比較難以把握。四、 三種場力比較電場磁場重力場力的大小 F=qE與電荷的運動狀態(tài)無關，在勻強電場中,電場力為恒力。與電荷的運動狀態(tài)有關，電荷靜止或vB時，不受f洛， vB時洛侖茲力最大f洛= q B vG=mg與電荷的運動狀態(tài)無關力的方向正電荷受力方向與E方向相同，(負電荷受力方向與E相反)。f洛方向(B和v)所決定的平面，(可用左手定則判定)總是豎直向下2 / 8力做功特點做功多少與路徑無關，只取決于始末兩點的電勢差，W=q UAB=Ef洛對電荷永不做功，只改變電荷的速度方向，不改變速度的大小做功多少與路徑無關，只取決于始末位置的高度差，W=mgh=Ep高考體驗3、（09）如圖所示，在x軸上關于原點O對稱的兩點固定放置等量異種點電荷+Q和-Q，x軸上的P點位于-Q的右側(cè)。下列判斷正確的是（ ） A.在x軸上還有一點與P點電場強度相同 B.在x軸上還有兩點與P點電場強度相同 C.若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能增大 D.若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能減小4、（10）某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是（ ） A. 點場強大于點場強 B. 點電勢高于點電勢C.若將一試探電荷+由點釋放，它將沿電場線運動b點D.若在點再固定一點電荷-Q，將一試探電荷+q由移至b的過程中，電勢能減小5、(11)如圖所示，在兩等量異種點電荷的電場中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線，且a與c關于MN對稱，b點位于MN上，d點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是（ ） A、 b點場強大于d點場強 B、 B點場強小于d點場強C、 a、b兩點的電勢差等于b、c兩點間的電勢差D、 試探電荷+q在a點的電勢能小于在c點的電勢能6、（12）圖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電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點。則該粒子（）、帶負電、在c點受力最大、在b點的電勢能大于在c點的電勢能、由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化合作探究1、如圖411所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線取無窮遠處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()AA點電勢大于B點電勢BA、B兩點的電場強度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量Dq1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能2、板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時，兩極板間電勢差為U1，板間場強為E1，現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時兩極板間電勢差為U2，板間場強為E2，下列說法正確的是()AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1DU22U1，E22E13、如圖422所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子以速度v從A點沿直徑AOB方向射入磁場，經(jīng)過t時間從C點射出磁場，OC與OB成60角現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?，仍從A點沿原方向射入磁場，不計重力，則粒子在磁場中的運動時間變?yōu)?)A.tB2tC.t D3t4、一平行板電容器長l10 cm，寬a8 cm，板間距d4 cm，在板左側(cè)有一足夠長的“狹縫”離子源，沿著兩板中心平面，連續(xù)不斷地向整個電容器射入離子，它們的比荷均為21010 C/kg，速度均為4106 m/s，距板右端l/2處有一足夠大的屏，如圖418甲所示，如果在平行板電容器的兩極板間接上如圖418乙所示的交流電，由于離子在電容器中運動所用的時間遠小于交流電的周期，故離子通過電場的時間內(nèi)電場可視為勻強電場試求：(1)離子打在屏上的區(qū)域面積；(2)在一個周期內(nèi)，離子打到屏上的時間5、如圖425所示，直線OA與y軸成30角，在AOy范圍內(nèi)有沿y軸負方向的勻強電場，在AOx范圍內(nèi)有一個矩形區(qū)域的勻強磁場該磁場區(qū)域的磁感應強度B0.2 T，方向垂直紙面向里一帶電微粒電荷量q21014 C，質(zhì)量m41020 kg，微粒在y軸上的某點以速度v0垂直于y軸進入勻強電場，并以速度v3104 m/s垂直穿過直線OA，運動中經(jīng)過矩形磁場區(qū)域后，最終又垂直穿過x軸不計微粒重力，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)帶電微粒進入電場時的初速度v0多大；(2)帶電微粒在磁場中做圓周運動的半徑；(3)畫出粒子運動軌跡圖并求出最小矩形 磁場區(qū)域的長和寬6、如圖429所示，半圓有界勻強磁場的圓心O1在x軸上，OO1距離等于半圓磁場的半徑，磁感應強度大小為B1.虛線MN平行x軸且與半圓相切于P點在MN上方是正交的勻強電場和勻強磁場，電場場強大小為E，方向沿x軸負向，磁場磁感應強度大小為B2。B1、B2均垂直紙面，方向如圖所示有一群相同的正粒子，以相同的速率沿不同方向從原點O射入第象限，其中沿x軸正方向進入磁場的粒子經(jīng)過P點射入MN后，恰好在正交的電磁場中做直線運動，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q(粒子重力不計)(1)求粒子初速度大小和有界半圓磁場的半徑；(2)若撤去磁場B2，求經(jīng)過P點射入電場的粒子從y軸出電場時的坐標；(3)試證明：題中所有從原點O進入第象限的粒子都能在正交的電磁場中做直線運動鞏固練習1.電場中等勢面如圖412所示，下列關于該電場描述正確的是()AA點的電場強度比C點的小B負電荷在A點的電勢能比C點的電勢能大C電荷沿等勢面AB移動過程中，電場力始終不做功D正電荷由A移到C，電場力做負功2、如圖414所示，豎直平面內(nèi)的同心圓是一點電荷在真空中形成電場的一簇等勢線，一帶正電的小球從A點靜止釋放，沿直線到達C點時速度為零，以下說法正確的是()A此點電荷為負電荷B場強EAEBECC電勢ABCD小球在A點的電勢能小于在C點的電勢能3、一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢差U的變化情況是()AC和U均增大BC增大，U減小CC減小，U增大 DC和U均減小4、如圖415所示，平行板電容器的兩極板A、B接在電池的兩極，一帶正電的小球懸掛在電容器的內(nèi)部，閉合開關S，給電容器充電，穩(wěn)定后懸線偏離豎直方向的夾角為，則()A若保持開關S閉合，A板向B板靠近，則增大B若保持開關S閉合，A板向B板靠近，則不變C若開關S斷開，A板向B板靠近，則不變D若開關S斷開，A板向B板靠近，則增大5、如圖419，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子()A所受重力與電場力平衡B電勢能逐漸增加C動能逐漸增加D做勻變速直線運動6、如圖4110所示，有一足夠?qū)挼膭驈婋妶?，電場強度大小為E，方向豎直向下從電場中的某點O，以大小不同的速率沿同一水平方向射出若干個質(zhì)量為m，帶電荷量為q的相同帶電粒子，不計粒子重力及相互間的影響當每個粒子的動能增大到各自初動能的3倍時的位置分別記為P1、P2、P3則P1、P2、P3的連線形狀為()A一個圓 B一條直線C一條拋物線 D不規(guī)則的曲線7、質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖423中虛線所示下列表述正確的是()AM帶負電，N帶正電BM的速率小于N的速率C洛倫茲力對M、N做正功DM的運行時間大于N的運行時間8、處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動將該粒子的運動等效為環(huán)形電流，那么此電流值()A與粒子電荷量成正比B與粒子速率成正比C與粒子質(zhì)量成正比D與磁感應強度成正比9、如圖424所示，兩個橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應強度相同的勻強磁場，圓的直徑和正方形的邊長相等，兩個電子以相同的速度分別飛入兩個磁場區(qū)域，速度方向均與磁場方向垂直，進入圓形磁場的電子初速度方向?qū)蕡A心；進入正方形磁場的電子初速度方向垂直于邊界，從中點進入則下面判斷正確的是()A兩電子在兩磁場中運動時，其半徑一定相同B兩電子在兩磁場中運動的時間一定不相同C進入圓形磁場區(qū)域的電子一定先飛離磁場D進入圓形磁場區(qū)域的電子一定不會后飛離磁場10、如圖426所示，兩導體板水平放置，兩板間電勢差為U，帶電粒子以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U和v0的變化情況為()Ad隨v0增大而增大，d與U無關Bd隨v0增大而增大，d隨U增大而增大Cd隨U增大而增大，d與v0無關Dd隨v0增大而增大，d隨U增大而減小11、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4210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下板是電源的正極，上板是電源的負極C流經(jīng)R的電流為ID流經(jīng)R的電流為I12、如圖4211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(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(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(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下板M點，應將磁感應強度調(diào)至B，則B的大小為多少？ 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！