高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場(chǎng) 能力課2 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題課件 粵教版

《高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場(chǎng) 能力課2 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題課件 粵教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場(chǎng) 能力課2 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題課件 粵教版（62頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、能力課能力課(2)帶電粒子在帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題角度角度1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例圖圖1A11 B12 C121 D144解析解析設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量和電荷量分別為設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量和電荷量分別為m1、q1，一價(jià)正離子的質(zhì)，一價(jià)正離子的質(zhì)量和電荷量為量和電荷量為m2、q2。對(duì)于任意粒子，在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能。對(duì)于任意粒子，在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得定理得答案答案D圖圖2答案答案AC圖圖3答案答案CD解決實(shí)際問(wèn)題的一般過(guò)程：解決實(shí)際問(wèn)題的一般過(guò)程：方法技巧方法技巧角度角度2帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)“磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)”和和“電

2、偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)”的比較的比較電偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)條件偏轉(zhuǎn)條件帶電粒子以帶電粒子以vE進(jìn)入勻進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)帶電粒子以帶電粒子以vB進(jìn)入勻進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)(不計(jì)重力不計(jì)重力)受力情況受力情況 只受恒定的電場(chǎng)力只受恒定的電場(chǎng)力FEq只受大小恒定的洛倫茲只受大小恒定的洛倫茲力力FqvB運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況類平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)圖圖4 (1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和速度大小和速度大小v1； (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E； (3)粒子從開始到第三次經(jīng)過(guò)粒子從開始到第三次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間軸的時(shí)間t總總。解析

3、解析(1)根據(jù)題意可知，大致畫出粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌根據(jù)題意可知，大致畫出粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示：跡，如圖所示：【拓展延伸【拓展延伸1】改變電場(chǎng)方向改變電場(chǎng)方向?qū)ⅰ緦ⅰ灸M示例模擬示例2】中】中x軸下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向改成與軸下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向改成與x軸負(fù)方軸負(fù)方向成向成45角，如圖角，如圖5所示，若粒子沿平行電場(chǎng)線方向進(jìn)入電所示，若粒子沿平行電場(chǎng)線方向進(jìn)入電場(chǎng)，且粒子沿電場(chǎng)線移動(dòng)的最大距離為場(chǎng)，且粒子沿電場(chǎng)線移動(dòng)的最大距離為h，求：，求：圖圖5(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；(2)粒子從開始到第三次經(jīng)過(guò)粒子從開始到第三次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間軸的時(shí)間t。解析解析(1

4、)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：【拓展延伸【拓展延伸2】改變釋放點(diǎn)的位置改變釋放點(diǎn)的位置 將【將【模擬示例模擬示例2】中的帶電粒子在】中的帶電粒子在a(2h，2h)點(diǎn)由靜止釋放，點(diǎn)由靜止釋放，粒子第二次經(jīng)過(guò)粒子第二次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)恰好過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)軸時(shí)恰好過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O。求：。求：圖圖6(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；(2)粒子從開始運(yùn)動(dòng)到第五次經(jīng)過(guò)粒子從開始運(yùn)動(dòng)到第五次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的時(shí)間。軸時(shí)的時(shí)間。解析解析(1)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：“5步步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題方法技巧方法技巧圖圖7(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大

5、小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；電場(chǎng)強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值； (2)該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。解析解析(1)如圖，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)如圖，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為動(dòng)。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，粒子質(zhì)量與所帶，粒子質(zhì)量與所帶電荷量分別為電荷量分別為m和和q，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R0。由。由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得洛倫茲力公式及牛頓第二定律得角度角度3帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1磁場(chǎng)力、重力并存磁場(chǎng)力、重力并存 (1)若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速

6、直線運(yùn)動(dòng)。 (2)若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，故機(jī)械能守恒。因洛倫茲力不做功，故機(jī)械能守恒。2電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存(不計(jì)重力不計(jì)重力)(1)若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，可用動(dòng)能定理求解?？捎脛?dòng)能定理求解。3電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存(1)若三力平衡，帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若三力平衡，帶電

7、體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)若重力與電場(chǎng)力平衡，帶電體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若重力與電場(chǎng)力平衡，帶電體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(3)若合力不為零，帶電體可能做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，可用能量若合力不為零，帶電體可能做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，可用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解。守恒定律或動(dòng)能定理求解。圖圖8(1)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向；的大小和方向；(2)從撤掉磁場(chǎng)到小球再次穿過(guò)從撤掉磁場(chǎng)到小球再次穿過(guò)P點(diǎn)所在的這條電場(chǎng)線經(jīng)歷的時(shí)點(diǎn)所在的這條電場(chǎng)線經(jīng)歷的時(shí)間間t。圖圖9(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；(2)求小滑塊從求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中克

8、服摩擦力做的功點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf；(3)若若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)的速度大小為大小為vD，從，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)速度的大小速度的大小vP。帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法方法技巧方法技巧1(多選多選)如圖如

9、圖10所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此方向豎直向下，有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域。不計(jì)重力，則區(qū)域。不計(jì)重力，則()圖圖10A若電子從右向左飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)若電子從右向左飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)B若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn)若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn)C若電子從左向右飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn)若電子從左向右飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn)D若電子從左向右飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)若電子從左向右飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)解析解析若電子從右向左飛入，電場(chǎng)力向上，洛倫茲力也向上，若電子從右向左飛入

10、，電場(chǎng)力向上，洛倫茲力也向上，所以向上偏，所以向上偏，B選項(xiàng)正確；若電子從左向右飛入，電場(chǎng)力向上，選項(xiàng)正確；若電子從左向右飛入，電場(chǎng)力向上，洛倫茲力向下。由題意知電子受力平衡將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力向下。由題意知電子受力平衡將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，D選選項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。答案答案BD2. (2016北京東城區(qū)模擬北京東城區(qū)模擬)如圖如圖11所示，一束質(zhì)量、速度和電荷所示，一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的離子，經(jīng)過(guò)由正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成量不全相等的離子，經(jīng)過(guò)由正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的速度選擇器后，進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并分裂為的速度選擇器后，進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并分裂為A、B兩束，兩束，下

11、列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是()圖圖11A組成組成A束和束和B束的離子都帶負(fù)電束的離子都帶負(fù)電B組成組成A束和束和B束的離子質(zhì)量一定不同束的離子質(zhì)量一定不同CA束離子的比荷大于束離子的比荷大于B束離子的比荷束離子的比荷D速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外答案答案C圖圖12A它們的最大速度相同它們的最大速度相同B它們的最大動(dòng)能相同它們的最大動(dòng)能相同C兩次所接高頻電源的頻率不相同兩次所接高頻電源的頻率不相同D僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能答案答案A4如圖如圖13所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與

12、水所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與水平方向成平方向成角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，有一帶電液角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線滴沿斜向上的虛線L做直線運(yùn)動(dòng)，做直線運(yùn)動(dòng)，L與水平方向成與水平方向成角，且角，且，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()圖圖13A液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B液滴一定帶正電液滴一定帶正電C電場(chǎng)線方向一定斜向上電場(chǎng)線方向一定斜向上D液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析帶電液滴做直線運(yùn)動(dòng)，且受到洛倫茲力的作用，這種直解析帶電液滴做直線運(yùn)動(dòng)，且受到洛倫茲力的作用，這種直線運(yùn)動(dòng)必為勻速直線運(yùn)

13、動(dòng)，如果液滴的運(yùn)動(dòng)是變加速直線運(yùn)動(dòng)，線運(yùn)動(dòng)必為勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果液滴的運(yùn)動(dòng)是變加速直線運(yùn)動(dòng)，則合力必與該直線共線，不管速度大小如何變化，所受洛倫茲則合力必與該直線共線，不管速度大小如何變化，所受洛倫茲力大小必變化，所受合力將與直線力大小必變化，所受合力將與直線L不再共線。液滴受力平衡，不再共線。液滴受力平衡，洛倫茲力必然垂直于直線向上，據(jù)洛倫茲力的方向及磁場(chǎng)方向洛倫茲力必然垂直于直線向上，據(jù)洛倫茲力的方向及磁場(chǎng)方向可以判斷液滴帶正電，要想受力平衡，電場(chǎng)力方向必沿實(shí)線向可以判斷液滴帶正電，要想受力平衡，電場(chǎng)力方向必沿實(shí)線向上，上，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。答案答案D5(2016廣東九校聯(lián)考廣東九校聯(lián)考)

14、如圖如圖14所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板金屬板a、b相距相距d0.10 m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度間的電場(chǎng)強(qiáng)度E5.0105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.6 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今有一質(zhì)量為、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今有一質(zhì)量為m4.81025 kg、電荷量為、電荷量為q1.61018 C的帶正電的粒子的帶正電的粒子(不不計(jì)重力計(jì)重力)，從貼近，從貼近a板的左端以板的左端以v01.0106 m/s的初速度水平的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過(guò)處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到最后粒子回到b板的板的Q處處(圖中未畫出圖中未畫出)。求：。求：(1)判斷判斷a、b兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向；兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向；(2)求粒子到達(dá)求粒子到達(dá)P處的速度與水平方向的夾角處的速度與水平方向的夾角；(3)求求P、Q之間的距離之間的距離L(結(jié)果可保留根號(hào)結(jié)果可保留根號(hào))。圖圖14(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓心為粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓心為O，半徑為，半徑為r，如圖，如圖所示，所示，