高考物理二轮复习 第7讲 带电粒子在复合场中的运动课件.ppt

第7讲带电粒子在复合场中的运动 图3 7 1 主要题型 计算题热点聚焦 1 主要考查三种常见的运动规律 即匀变速直线运动 平抛运动及圆周运动 一般出现在试卷的压轴题中 2 以电磁技术的应用为背景材料 联系实际考查学以致用的能力 一般出现在压轴题中 3 偶尔出现在选择题中 给出一段技术应用的背景材料 考查带电粒子在场中的运动规律及特点 命题趋势预计2014年高考对该部分内容的考查主要是 1 考查带电粒子在组合场中的运动问题 2 考查带电粒子在复合场中的运动问题 3 考查以带电粒子在组合场 复合场中的运动规律为工作原理的仪器在科学领域 生活实际中的应用 电偏转 和 磁偏转 的比较 考向一带电粒子在组合复合场中的运动 典例1 2013 安徽卷 23 如图3 7 2所示的平面直角坐标系xoy 在第 象限内有平行于y轴的匀强电场 方向沿y轴正方向 在第 象限的正三角形abc区域内有匀强磁场 方向垂直于xoy平面向里 正三角形边长为l 且ab边与y轴平行 一质量为m 电荷量为q的粒子 从y轴上的p 0 h 点 以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场 通过电场后从x轴上的a 2h 0 点进入第 象限 又经过磁场从y轴上的某点进入第 象限 且速度与y轴负方向成45 角 不计粒子所受的重力 求 1 电场强度e的大小 2 粒子到达a点时速度的大小和方向 3 abc区域内磁场的磁感应强度b的最小值 图3 7 2 1 带电粒子在组合场中运动时 场区切换 常常导致粒子轨迹形状 弯曲方向等发生改变 这种组合场主要有两种 以带负电粒子为例 具体分析如下 2 解决带电粒子在组合场中运动问题的思路方法 图3 7 3 1 带电粒子从进入磁场到射出电场的运动时间t 2 带电粒子飞出电场时的动能 图3 7 4 1 求粒子离开 区域时的速度大小v 2 求粒子在 区域内运动的时间t 3 求粒子离开 区域时速度方向与边界面的夹角 4 若d1 d2的宽度不变且d2 d3 要使粒子不能从 区域飞出磁场 则d3的宽度至少为多大 图甲 图乙 考向二带电粒子在叠加复合场中的运动 典例2 如图3 7 5所示 坐标系xoy在竖直平面内 空间内有垂直于纸面向外的匀强磁场 磁感应强度大小为b 在x 0的空间内有沿x轴正方向的匀强电场 电场强度的大小为e 一个带正电的油滴经过图中x轴上的a点 恰好能沿着与水平方向成 30 角斜向下的直线做匀速运动 经过y轴上的b点进入x 0的区域 要使油滴进入x 0区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动 需在x 0区域内另加一匀强电场 若带电油滴做圆周运动通过x轴上的c点 且oa oc 设重力加速度为g 求 1 油滴运动速度的大小 2 在x 0区域所加电场的大小和方向 3 油滴从b点运动到c点所用时间及oa的长度 图3 7 5 审题流程第一步 抓关键点 获取信息 第二步 抓好过程分析 形成解题思路 带电粒子 带电体 在叠加场中运动的分析方法1 弄清叠加场的组成 2 进行受力分析 3 确定带电粒子的运动状态 注意运动情况和受力情况的结合 4 画出粒子运动轨迹 灵活选择不同的运动规律 1 当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时 根据受力平衡列方程求解 2 当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时 应用牛顿定律结合圆周运动规律求解 3 当带电粒子做复杂曲线运动时 一般用动能定理或能量守恒定律求解 4 对于临界问题 注意挖掘隐含条件 5 记住三点 1 受力分析是基础 2 运动过程分析是关键 3 根据不同的运动过程及物理模型 选择合适的规律列方程求解 图3 7 6 考向三带电粒子在交变电场和交变磁场中的运动 图3 7 7 1 粒子在磁场中运动的周期 2 t 20 10 3s时粒子的位置坐标 3 t 24 10 3s时粒子的速度 图3 7 8 求解带电粒子在交变复合场中运动问题的基本思路 特别提醒若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间 则在粒子穿越电场过程中 电场可看作粒子刚进入电场时刻的匀强电场 图3 7 9 临界状态是指物体从一种运动状态 或物理现象 转变为另一种运动状态 或物理现象 的转折状态 它既具有前一种运动状态 或物理现象 的特点 又具有后一种运动状态 或物理现象 的特点 起着承前启后的作用 临界状态是物理问题中常遇到的一种情况 以临界状态的规律为突破口来解决问题的方法称为临界思维法 技法七临界思维法 临界问题是物理学中一个非常重要的问题 求解时要综合运用数学 物理的知识与方法 其中解题的关键在于 找出临界点 确定临界条件 分析研究对象在临界点前后两种不同状态所具有的特征 具体问题中 有的临界条件较明显 有的临界条件则较隐蔽 较明显的临界问题 题中常有 刚好 恰好 最大 小 值 等词语 较隐蔽的临界问题就需要充分挖掘临界条件 1 带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径 2 带电粒子射出电场时的最大速度 3 带电粒子打在屏幕上的范围 图3 7 10 审题流程第一步 抓关键信息 挖隐含条件 第二步 抓关键词 找临界条件 图3 7 11 1 若粒子以初速度v1沿y轴正向入射 恰好能经过x轴上的a a 0 点 求v1的大小 2 已知一粒子的初速度大小为v v v1 为使该粒子能经过a a 0 点 其入射角 粒子初速度与x轴正向的夹角 有几个 并求出对应的sin 值 3 如图乙 若在此空间再加入沿y