高考物理二轮复习 专题三 第8讲 带电粒子在复合场中的运动课件.ppt

第8讲带电粒子在复合场中的运动 1 2014 全国大纲卷 25 如图1所示 在第一象限存在匀强磁场 磁感应强度方向垂直于纸面 xoy平面 向外 在第四象限存在匀强电场 方向沿x轴负向 在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行 大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子 该粒子在 d 0 点 图1 沿垂直于x轴的方向进入电场 不计重力 若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为 求 1 电场强度大小与磁感应强度大小的比值 2 该粒子在电场中运动的时间 2 2015 福建理综 22 如图2 绝缘粗糙的竖直平面mn左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场 电场方向水平向右 电场强度大小为e 磁场方向垂直纸面向外 磁感应强度大小为b 一质量为m 电荷量为q的带正电的小滑块从a点由静止开始沿mn下滑 到达c点时离开mn做曲线运动 a c两点间距离为h 重力加速度为g 图2 1 求小滑块运动到c点时的速度大小vc 2 求小滑块从a点运动到c点过程中克服摩擦力做的功wf 3 若d点为小滑块在电场力 洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置 当小滑块运动到d点时撤去磁场 此后小滑块继续运动到水平地面上的p点 已知小滑块在d点时的速度大小为vd 从d点运动到p点的时间为t 求小滑块运动到p点时速度的大小vp 主要题型 选择题 计算题知识热点 1 带电粒子在组合复合场中的受力分析及运动分析 2 带电粒子在叠加复合场中的受力分析及运动分析 近三年新课标全国卷中没有考查带电粒子在复合场中的运动 预计2016年出题的几率很大 思想方法 1 模型法 2 类比法 3 整体法 隔离法 4 合成法 分解法 5 对称法 考向一带电粒子在组合场中的运动 核心知识 电偏转磁偏转 规律方法 1 做好 两个区分 1 正确区分重力 电场力 洛伦兹力的大小 方向特点及做功特点 2 正确区分 电偏转 和 磁偏转 的不同 2 抓住 两个技巧 1 按照带电粒子运动的先后顺序 将整个运动过程划分成不同特点的小过程 2 善于画出几何图形处理几何关系 要有运用数学知识处理物理问题的习惯 图3 上的a点垂直x轴射入电场 oa 0 2m 不计粒子的重力 1 求粒子经过y轴时的位置到原点o的距离 2 若要使粒子不能进入第三象限 求磁感应强度b的取值范围 不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况 1 粒子的初速度v0 2 电场强度e的大小 3 粒子从a到m点的时间t 图4 1 运动过程的分解方法 1 以 场 的边界将带电粒子的运动过程分段 2 分析每段运动带电粒子的受力情况和初速度 判断粒子的运动性质 3 建立联系 前 后两段运动的关联为带电粒子过关联点时的速度 4 分段求解 根据题设条件 选择计算顺序 2 周期性和对称性的应用相邻场问题大多具有周期性和对称性 解题时一是要充分利用其特点画出带电粒子的运动轨迹 以帮助理顺物理过程 二是要注意周期性和对称性对运动时间的影响 考向二带电粒子在叠加复合场中的运动 核心知识 规律方法 1 带电粒子在复合场中运动的处理方法 1 弄清复合场的组成特点 2 正确分析带电粒子的受力及运动特点 3 画出粒子的运动轨迹 灵活选择不同的运动规律 2 结论若在叠加场中粒子做直线运动 则一定是做匀速直线运动 重力 电场力和洛伦兹力的合力为零 1 如图5所示 在空间中o点放一质量为m 带电荷量为 q的微粒 过o点水平向右为x轴 竖直向下为y轴 mn为边界线 上方存在水平向右的匀强电场e 下方存在水平向左的匀强电场e 和垂直纸面向里的匀强磁场 om h 若从静止释 放此微粒 微粒一直沿直线op穿过此区域 60 若在o点给它一沿x方向的初速度v0 它第一次经过mn时 与mn交于c点 电场强度e和e 大小未知 重力加速度为g 求 1 c点的坐标 2 匀强磁场的磁感应强度b的大小 图8 图5 1 粒子刚从发射器射出时的初速度及粒子发射器p的横坐标x 2 粒子从粒子源射出到返回第 象限上升到最高点所用的总时间 图6 答案见解析 关注几场叠加 构建运动模型 优选规律解题第1步 受力分析 关注几场叠加 磁场 重力场并存 受重力和洛伦兹力 电场 磁场并存 不计重力的微观粒子 受电场力和洛伦兹力 电场 磁场 重力场并存 受电场力 洛伦兹力和重力 第2步 运动分析 典型运动模型构建受力平衡的匀速直线运动 受力恒定的匀变速直线运动 受力大小恒定且方向指向圆心的匀速圆周运动 受力方向变化复杂的曲线运动等 第3步 选用规律 两种观点解题 带电体做匀速直线运动 则用平衡条件求解 即二力或三力平衡 带电体做匀速圆周运动 应用向心力公式或匀速圆周运动的规律求解 带电体做匀变速直线或曲线运动 应用牛顿运动定律和运动学公式求解 带电体做复杂的曲线运动 应用能量守恒定律或动能定理求解 高频考点八带电粒子在交变电磁场中的运动问题 1 思路 2 方法技巧带电粒子在交变电 磁场中的运动分析方法 1 仔细分析并确定各场的变化特点及相应的时间 其变化周期一般与粒子在电场或磁场中的运动周期相关联 有一定的联系 应抓住变化周期与运动周期之间的联系作为解题的突破口 2 必要时 可把粒子的运动过程还原成一个直观的运动轨迹草图进行分析 3 把粒子的运动分解成多个运动阶段分别进行处理 根据每一阶段上的受力情况确定粒子的运动规律 20分 如图7甲所示 宽度为d的竖直狭长区域内 边界为l1 l2 存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场 如图乙所示 电场强度的大小为e0 e 0表示电场方向竖直向上 t 0时 一带正电 质量为m的微粒从左边界上的n1点以水平速度v射入该区域 沿直线运动到q点后 做一次完整的圆周运动 再沿直线运动到右边界上的n2点 q为线段n1n2的中点 重力加速度为g 上述d e0 m v g为已知量 图7 1 求微粒所带电荷量q和磁感应强度b的大小 2 求电场变化的周期t 3 改变宽度d 使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域 求t的最小值 审题流程第一步 抓住关键点 获取信息 答案见解析 图8 1 求电荷进入磁场时的速度大小 2 求图乙中t 2 10 5s时刻电荷与p点的距离 解析 1 电荷在电场中做匀加速直线运动 则 eq ma 2分 v0 at0 2分 代入数据解得v0 104m