高三物理二轮复习（高频考点探究命题考向追踪）专题3 电场和磁场课件

第9讲 带电粒子在电场中的运动 第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,目 录,专题三 电场和磁场,返回目录,近年高考纵览,返回目录,近年高考纵览,（续表）,返回目录,近年高考纵览,（续表）,返回目录,知识网络构建,返回目录,知识网络构建,通过场的类比(电场与重力场类比、电场与磁场的类比)，形象理解电场的性质、掌握电场力和洛伦兹力的特性； 围绕两大性质，理顺电场中基本概念的相互联系； 熟知两大定则(安培定则和左手定则)，准确判定磁场及磁场力的方向； 认识两类偏转模型(类平抛运动和圆周运动)，掌握带电粒子在场中的运动性质、规律和分析处理方法,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,高考真题聚焦,高考真题聚焦,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,12015全国卷 如图91所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为M、N、P、Q.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则( ) A直线a位于某一等势面内，MQ B直线c位于某一等势面内，MN C若电子由M点运动到Q点，电场力做正功 D若电子由P点运动到Q点，电场力做负功 图9-1,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,B 解析 电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力做功相等，表明N、P两点电势相等，直线d是等势线，与d平行的c也是等势线，电子由M到N，电场力做负功，电势能增大，则MN，A错误，B正确；电子由M点运动到Q点，电场力不做功，C错误；电子由P点运动到Q点，电场力做正功，D错误,【考题定位】 难度等级：容易 出题角度：本题考查了考生对电场能的性质的理解，要求考生掌握匀强电场的电场强度与电势差的关系,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,2 2016全国卷 (多选)如图92所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称忽略空气阻力由此可知( ) 图92 AQ点的电势比P点高 B油滴在Q点的动能比它在P点的大 C油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,AB 解析油滴做类斜抛运动，加速度恒定，选项D错误；合力竖直向上，且电场力Eq竖直向上，Eqmg，电场方向竖直向下，P点电势最低，负电荷在P点电势能最大，选项A正确，选项C错误；若粒子从Q点运动到P点，则合力做负功，动能减小，P点的动能最小，选项B正确,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查带电粒子在电场中的偏转，考查考生运用分解的思想分析复杂曲线运动的能力,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,3. 2016全国卷 如图93所示，P是固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则( ) Aaaabac，vavcvb Baaabac，vbvcva Cabacaa，vbvcva Dabacaa，vavcvb 图93,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查对电场力和能的性质的理解，要求考生掌握应用牛顿运动定律和功能的观点分析解决电场中的曲线运动,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,高考趋势预测：本讲次2016年高考的考查热点是电场力和能的性质、带电粒子在电场中的运动，涉及电场强度、电势差与电势能、电容器、带电粒子在电场中的运动等，对应用牛顿运动定律和功能观点解决电场背景的物理问题的考查是重点和难点，往往与力学综合起来考查预计2017年高考，电场的矢量性、电场力做功与电势能、带电粒子的运动仍是高考的热点，尤其是带电粒子在电场中的类平抛运动，高考将继续注重基本规律和基本方法的考查,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师备用真题,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,教师知识必备,一、电场的性质 1电场强度,返回目录,教师知识必备,2.电场力做功与电势能 (1)电势和电势能的相对性：电场中某点的电势、电荷在电场中某点的电势能的数值大小与电势零点选取有关； (2)电场力做功与电势能的关系：电场力对电荷做的功等于电荷的电势能的减少量，即WEp. 3电势、电势差 (1)电势与电势能：Epq(运算时带正负号)电势和电势能均为标量，电势的正负反映电势的高低，电势能的正负反映电荷电势能的大小 (2)电势差与电场力做功：WABqUABq(AB) (运算时带正负号),返回目录,教师知识必备,注意：电势与场强无直接关系，零电势处可以人为选取，而场强是否为零则由电场本身决定；电场力做功与路径无关 二、电场的形象描述 (1)电场线与等势面关系：电场线与等势面垂直；电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面(沿着电场线的方向电势降低得最显著)；电场线越密处、等差等势面也越密 (2)等量同、异种点电荷周围的电场,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,三、电场的应用 (1)电容器：电容定义式：C ；平行板电容器的决定式：C . (2)加速和偏转：带电粒子在电场中的加速问题一般选用动能定理求解，带电粒子在电场中的轨迹问题一般用曲线运动的速度、合力与轨迹的关系求解，带电粒子在匀强电场中的偏转一般用运动的分解与合成的方法求解,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,考点一 电场的性质 例1 一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，则以下说法正确的是( ) A无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小 B无论图中的实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势高 C无论图中的实线是电场线还是等势面，电子在a点的电势能都比在b点的电势能小 D如果实线是等势面，电子在a点 的速率一定大于在b点的速率,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,导思 电子在此电场中做什么运动？如何判断在a、b两点时的速度大小？,高频考点探究,D 解析无论实线是电场线还是等势面，该电场均为匀强电场，选项A错误；若实线是电场线，电场力水平向右，从a到b做正功，电势能减小，电势升高，动能增大，选项B、C错误；若实线是等势面，电场力垂直直线向下，从a到b电场力做负功，电势能增大，电势降低，动能减小，选项D正确,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,归纳 1电场力：电场对放入其中的电荷产生力的作用，电场力的大小和方向由电场强度和电荷共同决定，大小为FqE，正电荷所受的电场力方向与电场方向相同 2电势能：电势能是标量，电场中电荷的电势能与电势的高低及电荷所带的电荷量及电性有关，即Epq，而电场力做的功等于电势能变化的相反数，即WqUEp.,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,变式1 (多选)静电场在x轴上的场强分量Ex随x的变化关系如图95所示，x轴正向为场强正方向，带负电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( ) A在b和d处电势能相等 B由a运动到c的过程中电势能减小 C由b运动到d的过程中电场力不做功 D由a运动到d的过程中x方向电场力先增大后减小 图95,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,BD 解析由图像可得xa处场强方向为x轴负方向，则从b到d，电场力对负电荷做正功，在d处电势能小于b处电势能，选项A、C错误；同理，选项B正确；由a运动到d的过程中，由图可以看出电场强度先增大后减小，故电场力先增大后减小，选项D正确,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,考点二 带电粒子在电场中的加速和偏转 例2 2016北京卷 (18分)如图97所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看作匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d. 图97 (1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因已知U2.0102 V，d4.0102 m，m9.11031 kg，e1.61019 C，g10 m/s2. (3)极板间既有静电场也有重力场电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”G的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,考点三 带电体在电场中的运动 考向1 带电体在叠加场中的运动 例3 两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图98甲所示，一个电荷量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点由静止释放，其运动的vt图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)下列说法正确的是( ) AB点为中垂线上电场强度最大的点，场强E1 V/m B由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C由C点到A点电势逐渐升高 DA、B两点间的电势差UAB5 V,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,导思 如何应用vt图像分析加速度？小物块运动的加速度如何变化？两个等量正点电荷的电场，在连线中垂线上的电场强度有何规律？,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,归纳 1电场强度是矢量，当空间出现多个场源时，需要进行电场的叠加，其本质就是矢量叠加，所以电场的叠加应该遵循平行四边形定则 2带电体通常是指需要考虑重力的物体，如带电小球、带电液滴、带电尘埃等带电体在叠加场中运动的研究方法与力学综合题的分析方法相近，一般应用牛顿运动定律、运动学规律、动能定理和能量守恒定律求解,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,变式 如图所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止重力加速度为g，sin 370.6，cos 370.8. (1)求电场的电场强度大小； (2)若将电场方向改为竖直向下，大小不变，求小物块的加速度大小； (3)若将电场方向改为水平向左，大小变为原来的2倍，小物块从高度H处由静止释放，求小物块到达地面的时间,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,考向2 带电体在等效场中的运动 例4 (多选)如图所示，内壁光滑的绝缘材料制成的圆轨道固定在倾角为 的斜面上，与斜面的交点是A，直径AB垂直于斜面，直径CD和MN分别在水平和竖直方向上整个装置处在与圆轨道面平行的水平向右的匀强电场中一质量为m、电荷量为q的小球(可视为点电荷)刚好能静止于圆轨道内的A点现给在A点的该小球一沿圆切线方向的初速度，使其恰能绕圆轨道完成圆周运动下列对该小球运动过程的分析中，正确的是( ) A小球一定带负电 B小球运动到B点时动能最小 C小球运动到M点时动能最小 D小球运动到D点时机械能最小,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,导思 小球恰静止在A点，小球在此处受到了哪些力？若小球在轨道上做圆周运动，哪点的速度最小，哪点的速度最大？,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,归纳根据匀强电场和重力场的等效性，可以把重力场和匀强电场两个场的问题转化为一个场的问题建立“等效重力场”来处理，降低解题难度如一个质量为m、带电荷量为q的物体同时处在重力场和场强为E的匀强电场中，可将两个场叠加为一个等效的重力场等效重力场的“重力加速度”g的方向与重力mg和电场力qE合力的方向一致,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,变式 在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB2BC，如图911所示由此可知( ) A. 小球带正电 B. 电场力为3mg 图911 C. 小球从A到B与从B到C的运动时间相等 D. 小球从A到B与从B到C的速度变化量大小不相等,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,高频考点探究,考点四 带电体在交变场中的运动 例5一电荷量为q(q0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示不计重力在t0到tT的时间间隔内，求： (1)粒子位移的大小和方向； (2)粒子沿初始电场反方向运动的时间,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,变式1 (多选)如图913甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，两板间距离足够大当两板间加上如图乙所示的交变电压后，反映电子速度v、位移x和加速度a三个物理量随时间t的变化规律的图像可能正确的是图中的( ) 图913,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,第9讲 带电粒子在电场中的运动,返回目录,变式2 如图甲所示，A、B为两块距离很近的平行金属板，板中央均有小孔电子以初动能Ek0120 eV从A板上的小孔O不断地垂直于板射入A、B之间，在B板的右侧，偏转板M、N组成一匀强电场，板长L2102 m，板间距离d4103 m，偏转板加电压为U220 V现在A、B间加一个如图乙所示的变化电压U1，在02 s时间内，A板电势高于B板在U1随时间变化的第一周期内，则： (1)在哪段时间内，电子可从B板上小孔O射出？ (2)在哪段时间内，电子能从偏转电场右侧飞出？(由于A、B两板距离很近，可以认为电子穿过A、B所用时间很短，忽略不计),高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,高频考点探究,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,1在匀强电场中四个点a、b、c、d组成了一个平行四边形已知a、b、c三点的电势分别为a15 V，b3 V，C 3 V下列说法正确的是( ) A平行四边形中心处的电势为0 V Bd点的电势为9 V C场强的方向可能沿着ad的方向 D场强的方向一定沿着ab的方向,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,B 解析在匀强电场中，沿某一方向电势均匀变化，则adbc，代入数据得d9 V，选项B正确；如图所示，作出等势面和电场线，平行四边形中心处的电势为6 V, 场强的方向与平行四边形的四边都不平行， 选项A、C、D错误,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,2. 某空间区域有竖直方向的电场(图甲中只画出了一条电场线)，一个质量为m、电荷量为q的带正电的物体在电场中从A点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中物体的机械能E与物体位移x关系的图像如图乙所示，由此可以判断( ) A物体所处的电场为非匀强电场，场强方向向下 B物体所处的电场为匀强电场，场强方向向下 C电场方向向上，且场强不断减小 D物体一定做加速运动，且加速度不断减小 甲 乙,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,4. (多选)如图所示，AB为一固定的水平绝缘杆，在其上、下对称位置固定放置一对等量正点电荷，其连线与AB交于O点，杆上的E、F点关于O点对称，E、F的间距为L.一可以视为质点的小球穿在杆上，小球与杆的动摩擦因数随位置而变化，该变化规律足以保证小球从E点以一初速度v0沿杆向右做匀减速直线运动并经过F点，小球带负电，质量为m，其在O点处与杆的动摩擦因数为0，则在由E到F的过程中( ) A小球在O点电势能最小 B小球在E、F两点与杆的动摩擦因数一定相同 CE到O点，小球与杆的动摩擦因数逐渐减小 D小球克服摩擦力做功为0mgL,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,AD 解析小球从E到O的过程中，电场力对小球做正功，小球的电势能减小；从O到F的过程中，电场力对小球做负功，小球的电势能增大，所以小球在O点电势能最小，故A正确根据电场的分布情况可知，等量正点电荷在E、F两点场强大小相等、方向相反，所以场强不同，故B错误O点的场强为零，在AB上距O无穷远处场强也为零，所以从O到无穷远处场强先增大后减小，由于不能确定场强最大值的位置，所以E到O点过程中，等量同种正点电荷的场强不一定逐渐减小，故C错误在O点的动摩擦因数为0，所以有F合0mg，F合为小球所受的合外力，由于小球做匀减速运动，合外力恒定，所以合外力大小始终,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,为0mg，由于E、F两点电势相同，故小球由E到F电场力做功为0，摩擦力做的功即为合外力做的功，故D正确,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,6. (多选)一点电荷仅在电场力的作用下运动，其速度时间图像如图所示，其中ta和tb是电荷在电场中a、b两点的时刻，则下列说法中正确的是( ) Aa、b两点电势ab Ba、b两点电场强度EaEb Ca、b两点电场强度EaEb D点电荷从a运动到b的过程中， 电场力做正功，电势能减小,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,CD 解析图像斜率表示加速度，由图可得ta时刻的加速度大于tb时刻的加速度，由Eqma可得ta时刻的电场强度大，选项B错误，C正确；由动能定理，电场力做正功，电势能将减小，选项D正确；因不知道电荷的电性，故无法判断a、b的电势高低，选项A错误,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,7. (多选)如图所示，A、B、C、D为匀强电场中的四个等势面，它们的间距相等一个电子垂直经过等势面D时，动能为20 eV，飞经等势面C时，电势能为10 eV，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离为5 cm，则下列说法正确的是( ) A等势面A的电势为10 V B匀强电场的场强大小为200 V/m C电子再次飞经等势面D时，其电势能仍为20 eV D电子运动中机械能守恒,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,返回目录,第9讲 带电粒子在电场中的运动,教师备用习题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,高考真题聚焦,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,12016全国卷 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图101所示，其中加速电压恒定质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍此离子和质子的质量比约为( ) A11 B12 C121 D144 图101,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,高考真题聚焦,返回目录,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题主要考查学生对带电粒子在电场中加速、在匀强磁场中偏转规律的掌握情况，考查应用功能关系和牛顿运动定律解决综合问题的能力,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,高考真题聚焦,返回目录,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动规律的理解和运用，考查考生应用几何知识解决物理问题的能力,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,高考真题聚焦,返回目录,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高考真题聚焦,返回目录,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查带电粒子在有界磁场中的圆周运动规律的理解和运用，考查考生应用平面几何知识解决物理问题的能力.,高考真题聚焦,返回目录,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高考趋势预测：2016年本讲次中带电粒子在有界磁场中、复合场中的运动为考查热点，涉及洛伦兹力、圆周运动、牛顿运动定律等知识，应用牛顿运动定律、圆周运动的知识解决粒子运动的考查是重点和难点，往往与带电粒子在电场中的运动结合起来考查预计2017年高考，通电导线在安培力作用下的运动、带电粒子在有界磁场中的偏转、带电粒子在复合场中的运动仍是高考的热点，尤其是带电粒子在组合场中的类平抛运动、圆周运动或匀速直线运动，高考将继续注重典型运动和基本规律的考查,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师备用真题,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高频考点探究,考点一 通电导体在磁场中的安培力问题 例1 (多选)光滑平行导轨水平放置，导轨间距L20 cm，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量m60 g、电阻R1 、长为L的导体棒ab用长也为L的绝缘细线悬挂，如图104所示，系统空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B0.5 T当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时，细线与竖直方向成53角，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，导轨电阻不计，导体棒切割磁感线产生的感应电动势不计，sin 530.8，cos 530.6，g取10 m/s2，则( ),A磁场方向一定竖直向下 B电源电动势E3.0 V C导体棒在摆动过程中所受安培力F3 N D导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J,返回目录,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,高频考点探究,导思 如何判断安培力方向？电源提供的电能转化为其他什么形式的能量？,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,AB 解析导体棒向右沿圆弧摆动，说明受到向右的安培力，由左手定则知该磁场方向一定竖直向下，A正确；导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功，由动能定理知BILLsin mgL(1cos )0，代入数值得导体棒中的电流为I3 A，由EIR得电源电动势E3.0 V，B正确；由FBIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F0.3 N，C错误；由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的热量Q和导体棒重力势能的增加量E的和，即WQE，而EmgL(1cos )0.048 J，D错误,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,归纳 1解决有关通电导体在磁场中的平衡问题，关键是受力分析，只不过比纯力学中的平衡问题要多考虑一个安培力 2安培力做功的特点和实质 (1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关 (2)安培力做功的实质是能量转化 安培力做正功时将电源的能量转化为导体的动能或其他形式的能；安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,变式 如图105甲所示，水平放置的两根平行光滑导轨处在垂直轨道平面向下的匀强磁场中均匀金属棒AB垂直于导轨水平静止放置从t0时刻开始在AB棒上通有如图乙所示的交变电流，规定图甲所示的电流方向为正方向下列说法正确的是( ) 图105 A金属棒将在某一范围内往复运动 Bt1时刻金属棒的速度最大 Ct2时刻金属棒的加速度最大 D安培力时而做正功，时而做负功,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,导思 粒子平行于x轴射入，从O到圆形边界，运动半径和轨迹所对应的弦分别是多少？运动的圆弧的圆心角是多少？恰好从M点射出的粒子，运动半径和轨迹所对应的弦分别是多少？圆心角是多少？,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,归纳解答带电粒子在匀强磁场中运动的关键是画粒子运动轨迹的示意图，确定圆心、半径及圆心角此类问题的解题思路是： (1)画轨迹：即确定圆心，用几何方法求半径并画出运动轨迹. (2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、入射方向、出射方向相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系 (3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式和半径公式,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,返回目录,高频考点探究,第10讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动,归纳带电粒子在复合场中运动问题的分析思路： 1正确分析受力：除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析 2正确分析物体的运动状态：根据时间先后顺序分析运动过程(即进行运动分段)，明确每阶段的运动性质找出物体的速度、位置及其变化特点如果出