高三物理一轮复习 第八章 磁场本章小结课件.ppt

浙江专用物理 第八章本章小结 专题八注重条件分析解好电磁场习题一 初始条件许多物理题考查学生有无 初始条件 意识 解题中能否充分利用 初始条件 是决定能否步入正确解题思路的关键 典例1匀强电场中有一个带电粒子只受电场力作用 它的运动情况可能是 a 匀加速运动 轨迹是直线b 匀加速运动 轨迹是曲线c 变减速运动 轨迹是曲线d 匀速直线运动 解析题中未说明初速度的初始条件 若初速度方向与电场力方向一致 则粒子做匀变速直线运动 若初速度方向与电场力方向不一致 则做匀变速曲线运动 选a b 答案ab 二 隐含条件在一些电磁场题目中 能否充分挖掘题中的隐含条件 是能否顺利解题的关键 典例2如图所示 水平放置的平行金属板充电后在板间形成匀强电场 板间距离为d 一个带负电的液滴带电荷量大小为q 质量为m 从下板边缘射入电场 沿直线从上板边缘射出 则 a 液滴做的是匀速直线运动b 液滴做的是匀减速直线运动 c 两板间的电势差为d 液滴电势能减少了mgd 解析由液滴的运动是直线运动可确定要考虑重力 而电场力也在竖直方向上 所以可以肯定合外力必然为零 mg qe 液滴斜向右上方做匀速直线运动 电场力做正功 w电 qed mgd 故电势能减少了mgd 两板间电势差为 答案acd三 临界条件一个物理量变化范围的边界值实际上就是一种临界条件 因此可以将求物 理量区间范围的问题转化为求临界条件下的临界值问题 在解电磁场的习题中应注意分析物理过程 寻找运动过程中的临界条件 三 临界条件一个物理量变化范围的边界值实际上就是一种临界条件 因此可以将求物 典例3如图所示poq区域内分布有磁感应强度为b的匀强磁场 磁场方向垂直于纸面向里 有一束负离子流沿纸面垂直于磁场边界oq从a点射入磁场 已知oa s poq 45 负离子的质量为m 电荷量的绝对值为q 要使负离子不从op边界射出 负离子进入磁场中的速度最大不能超过 r s r r 解析由题意可知临界圆弧便是与op边相切的圆弧 画出如图所示的示意图 由几何关系得 由圆周运动知识列方程qvb 得r 解方程 得v 即最大速度不超过答案 四 几何条件平面几何知识在电磁场中有广泛的应用 题目中的几何关系是习题必不可少的条件 它往往隐含在题目之中 只有在解题时画出相关的几何图形 才能挖掘出隐含的几何关系 关于带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题 一般先画出运动的轨迹 利用圆的有关知识找到圆心 利用几何关系找到半径 典例4如图所示 在xoy平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区 磁场方向垂直xoy平面向里 边界分别平行于x轴和y轴 一个电荷量为e 质量为m的电子 从坐标原点o以速度v0射入第二象限 速度方向与y轴正方向成45 角 经过磁场偏转后 通过p 0 a 点 速度方向垂直于y轴 不计电子的重力 1 若磁场的磁感应强度大小为b0 求电子在磁场中运动的时间t 2 为使电子完成上述运动 求磁感应强度b的大小应满足的条件 3 若电子到达y轴上p点时 撤去矩形匀强磁场 同时在y轴右侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场 磁感应强度大小为b1 在y轴左侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场 电子在第 k 1 次从左向右经过y轴 经过p点为第1次 时恰好通过坐标原点 求y轴左侧磁场磁感应强度大小b2及上述过程 从p运动到o 电子的运动时间t 解析 1 如图甲所示 电子在磁场中转过的角度 t t 联立解得t 2 设磁感应强度最小值为bmin 对应最大回旋半径为r 圆心为o1则有ev0bmin r r a 解得bmin 则磁感应强度b应满足的条件为b 3 设电子在y轴右侧和左侧做圆周运动的半径分别为r1和r2 则有ev0b1 ev0b2 由图乙所示的几何关系可知 圆周运动的周期t 2k r1 r2 a 解得b2 设电子在y轴右侧和左侧做圆周运动的周期分别为t1和t2 则t1 t2 t k 解得t 答案 1 2 b 3 针对训练1 在竖直平面内有一如图所示的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场 一带电小球沿图中虚线由a至c做匀速直线运动 已知电场与虚线间的夹角为 a c间距离为d 小球质量为m 电荷量的大小为q 则下列结论正确的是 a 小球一定带负电b 小球由c到a也能做匀速直线运动 c 匀强电场的电场强度为d a c两点间的电势差为uac 答案a可先假设小球所带电荷的电性 结合平衡条件和受力分析判断出 小球一定带负电 a正确 小球由c向下运动时 一定向左偏转 b错误 由qecos mg 可得e c错误 小球做匀速运动 且带负电 则由动能定理知 quac mgd 0 故uac 故d错误 2 如图所示 已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压u加速后 水平进入互相垂直的匀强电场 场强为e 和匀强磁场 磁感应强度为b 的复合场中 小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动 则 a 小球可能带正电b 小球做匀速圆周运动的半径r c 小球做匀速圆周运动的周期t d 若电压u增大 则小球做匀速圆周运动的周期增加 答案bc小球在复合场中做匀速圆周运动 则小球受的电场力和重力大小相等 方向相反 则小球带负电 a错误 由牛顿第二定律和动能定理可得 bqv uq mv2 联立mg qe可得 小球做匀速圆周运动的半径r 由t 可以得出t 所以b c正确 d错误 3 如图所示 带电平行金属板相距为2r 在两板间有垂直纸面向里 磁感应强度为b的圆形匀强磁场区域 与两板及左侧边缘线相切 一个带正电的粒子 不计重力 沿两板间中心线o1o2从左侧边缘o1点以某一速度射入 恰沿直线通过圆形磁场区域 并从极板边缘飞出 在极板间运动时间为t0 若撤去磁场 粒子仍从o1点以相同速度射入 则经时间打到极板上 1 求两极板间电压u 2 若两极板不带电 保持磁场不变 该粒子仍沿中心线o1o2从o1点射入 欲使粒子从两板左侧间飞出 射入的速度应满足什么条件 答案 1 2 v 解析 1 设粒子从左侧o1点射入的速度为v0 极板长为l 两种情况下 粒子沿竖直方向的偏转距离都是r 设有磁场时 粒子在磁场中运动的时间为 t 依题意有 r a t0 t 2 r a 2 由 得 t 可知有磁场时 粒子在磁场外运动时间也为粒子在初速度方向上都做匀速直线运动 所以有l l 2r t0 得l 4r在磁场右侧的电场中 l 2r v0 a r a 2在磁场中 q qv0b解得v0 u 2 设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为r 粒子恰好从上极板左边缘 飞出时速度的偏转角为 由几何关系可知 45 r r r因为r 2 所以 根据向心力公式得qv b m 解得v 所以 粒子从两板左侧间飞出的条件为v 4 如图所示 在xoy平面直角坐标系的第一象限有射线oa oa与x轴正方向夹角为30 oa与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场 其他区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场 有一质量为m 电荷量为q的带正电粒子 从y轴上的p点沿着x轴正方向以初速度v0射入电场 运动一段时间后经过q点垂直于射线oa进入磁场 经磁场偏转 过y轴正半轴上的m点再次垂直进入匀强电场 已知op h 不计粒子重力 求 1 粒子经过q点时的速度大小 2 匀强电场电场强度的大小 3 粒子从q点运动到m点所用的时间 4 答案 1 2v0 2 3 解析 1 粒子类平抛到