山东省高考物理 备考教学研讨会 带电粒子图形课件.ppt

二轮专题补偿训练 带电粒子在磁场中的轨迹图形 理综进行了七次训练 第23题 电磁综合题 得分一直很低 直接影响到我们理综的成绩 做好电磁综合题的关键是 画好轨迹图形 切记 我们要 1 敢于画图 2 善于画图 3 乐于画图 探究1 如图所示 在半径为r的圆范围内有匀强磁场 一个电子从 点沿半径方向以 射入 从 点射出 速度方向偏转了 0则电子从 到 运动的时间是 bcd 解析选 过 两点分别做 则粒子运动轨道形成一 扇面 图形 如图所示 圆心角 0 一把扇 扇灭困难火焰山 探究2 如图所示 以ab为分界面的两个匀强磁场 方向均垂直于纸面向里 其磁感应强度b1 2b2 现有一质量为m 带电量为 q的粒子 从o点沿图示方向以速度v进入b1中 经过时间t 粒子重新回到o点 重力不计 解析粒子重新回到o点时其运动轨道如图所示 形成一 心脏 图形 由图可知 粒子在b1中运动时间t1 t1 粒子在b2中的运动时间为t2 t2 所以粒子运动的总时间t t1 t2 或 一颗心 心中有梦胜黄金 反思总结 1 熟练应用左手定则 2 准确应用物理公式 3 灵活利用边角关系 探究3 如图所示 直角坐标系xoy位于竖直平面内 在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场 磁场的磁感应为b 方向垂直xoy平面向里 电场线平行于y轴 一质量为m 电荷量为q的带正电的小球 从y轴上的a点水平向右抛出 经x轴上的m点进入电场和磁场 恰能做匀速圆周运动 从x轴上的n点第一次离开电场和磁场 mn之间的距离为l 小球过m点时的速度方向与x轴的方向夹角为 不计空气阻力 重力加速度为g 求电场强度e的大小和方向 小球从a点抛出时初速度v0的大小 1 小球在电场 磁场中恰能做匀速圆周运动 恒力不能充当圆周运动的向心力 有电场强度方向竖直向上 2 小球做匀速圆周运动 由几何关系知 小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供 设小球做圆周运动的速率为v 有 由速度的合成与分解知 由 式得 一把刀 斩断惰性和烦燥 探究4如图所示 在x轴上方有垂直于xy平面的匀强磁场 磁感应强度为b 在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场 场强为e 一质量为m 电量为 q的粒子从坐标原点o沿着y轴正方向射出 射出之后 第三次到达x轴时 它与o点的距离为l 求此时粒子射出时的速度和运动的总路程 重力不计 粒子运动的总路程为s l 一座拱桥 乘风破浪向彼岸 探究5如图两个共轴的圆筒形金属电极 外电极接地 其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a b c和d 外筒的外半径为r0 在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线的匀强磁场 磁感应强度b 在两极间加上电压 使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场 一质量为m 带电量为 q的粒子 从紧靠内筒且正对狭缝a的s点出发 初速为0 如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点s 则两电极之间的电压u应是多少 不计重力 整个装置在真空中 解析根据能量守恒有 qu 设粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动的半径为r 由洛伦兹力公式和牛顿定律得 m qvb粒子从a到d必须经过圆周 所以半径r必定等于筒的外半径r0 即r r0 由以上各式解得 u 一朵梅花 梅花清香自苦寒 反思总结 1 准确分析受力情况 2 合理判断运动过程 3 巧妙进行拐点分析 探究6 如图甲 在以o为坐标原点的平面内 存在着范围足够大的电场和磁场 一个质量 带电量的带电小球在0时刻以的速度从o点沿方向 水平向右 射入该空间 在该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场 其中电场沿方向 竖直向上 场强大小 磁场垂直于平面向外 磁感应强度大小 取当地的重力加速度 不计空气阻力 计算结果中可以保留根式 试求 1 12s末小球速度的大小 2 在给定的坐标系中 大体画出小球在0 24s内运动轨迹的示意图 1 0 12s内 2 小球在内的运动轨迹示意图如图所示 如果圆的半径不是越来越大 扣1分 一串葡萄 风雨过后尽甘甜 x m o c r2 x1 y1 反思总结 1 审题关 找周期关系 2 构思关 挖隐含条件 3 答题关 列规范方程 学习物理 享受快乐 享受理综 享受高考 物理是美的 基本解题思路1 确定运动轨迹2 找圆心的位置 1 利用洛伦兹力的方向永远指向圆心的特点 只要找到圆运动两个点上的洛伦兹力的方向 其延长线的交点必为圆心 2 利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心 3 速度方向的垂线一定经过圆心 则任意两条速度垂线的交点既为圆心3 求圆运动的轨道半径 物理方法 由qvb mv2 r得r mv qb求解 几何方法 利用三角知识和圆的知识求解 挑战高考 两块足够大的平行金属极板水平放置 极板间加有空间分布均匀 大小随时间周期性变化的电场和磁场 变化规律分别如图1 图2所示 规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向 在t 0时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子 不计重力 若电场强度e0 磁感应强度b0 粒子的比荷均已知 且 两板间距 求粒子在0 t0时间内的位移大小与极板间距h的比值 求粒子在板板间做圆周运动的最大半径 用h表示 若板间电场强度e随时间的变化仍如图1所示 磁场的变化改为如图3所示 试画出粒子在板间运动的轨迹图 不必写计算过程 解 设粒子在0 t0时间内运动的位移大小为s1 又已知 解得 粒子在t0 2t0时间内只受洛伦兹力作用 且速度与磁场方向垂直 所以粒子做匀速圆周运动 设运动速度大小为v1 轨道半径为r1 周期为t 则 解得 又 即粒子在t0 2t0时间内恰好完成一个周期的圆周运动 解得 在2t0 3t0时间内 粒子做初速度为v1的匀加速直线运动 设位移大小为s2 由于s1 s2 h 所以粒子在3t0 4t0时间内继续做匀速圆周运动 设速度大小为v2 半径为r2 解得 由于s1 s2 r2 h 粒子恰好又完成一个周期的圆周运动 在4t0 5t0时间内 粒子运动到正极板 如图1所示 因此粒子运动的最大半径 粒子在板间运动的轨迹如图2所示 解法二 由题意可知 电磁场的周期为2t0 前半周期粒子受电场作用做匀加速直线运动 加速度大小为 方向向上 后半周期粒子受磁场作用做匀速圆周运动 周期为t 粒子恰