高考物理总复习课件第十二单元磁场第3讲.pptx

带电粒子在组合场和复合场中的运动 第3讲 栏目名称 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 磁偏转 和 电偏转 的比较 答案 解析 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 例1 在如图甲所示的平面直角坐标系xOy中 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 甲 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 乙 方法 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 组合场是指磁场与电场同时存在 但各位于一定的区域内且并不重叠的情况 或者在同一区域内交替存在 总之 带电粒子每时只受到一个场力的作用 1 带电粒子在组合场中的运动规律 带电粒子在匀强电场中 若初速度与电场线平行 则该粒子做匀变速直线运动 若初速度与电场线垂直 则该粒子做类平抛运动 带电粒子在匀强磁场中 若速度与磁感线平行 则该粒子做匀速直线运动 若速度与磁感线垂直 则该粒子做匀速圆周运动 方法 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 2 带电粒子在组合场中运动的处理方法 答案 解析 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 变式训练1 2018安徽淮南第二次调研 如图甲所示 在x轴上方存在匀强磁场 磁感应强度为B 方向垂直纸面向里 在x轴下方存在匀强电场 方向竖直向上 一个质量为m 电荷量为q 重力不计的带正电粒子从y轴上的a h 0 点沿y轴正方向以某初速度开始运动 一段时间后 粒子与x轴正方向成45 进入电场 经过y轴的b点时速度方向恰好与y轴垂直 求 1 粒子在磁场中运动的轨道半径r和速度大小v1 2 匀强电场的电场强度大小E 3 粒子从开始到第三次经过x轴的时间t总 甲 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 乙 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 带电粒子在组合场中的运动问题 题型一 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 1 磁场力 重力并存 1 若重力和洛伦兹力平衡 则带电体做匀速直线运动 2 若重力和洛伦兹力不平衡 则带电体将做复杂的曲线运动 因洛伦兹力不做功 故机械能守恒 2 电场力 磁场力并存 不计重力 1 若电场力和洛伦兹力平衡 则带电体做匀速直线运动 2 若电场力和洛伦兹力不平衡 则带电体做复杂的曲线运动 可用动能定理求解 3 电场力 磁场力 重力并存 1 若三力平衡 则带电体做匀速直线运动 2 若重力与电场力平衡 则带电体做匀速圆周运动 3 若合力不为零 带电体则可能做复杂的曲线运动 可用能量守恒定律或动能定理求解 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 答案 解析 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 1 小球的初速度大小 2 电场强度E1的大小 3 B1与B2的比值 甲 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 乙 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 方法 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 带电粒子在叠加场中运动的处理方法 答案 解析 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 变式训练2 2019山西晋城质量检测 如图甲所示 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 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 甲 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 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型二 乙 带电粒子在复合场中运动的应用实例 题型三 带电粒子在复合场中运动的应用实例 题型三 续表 答案 解析 带电粒子在复合场中运动的应用实例 题型三 例3 如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图 此质谱仪由以下几部分构成 粒子源N P Q间的加速电场 静电分析器 即中心线半径为R的四分之一圆形通道 通道内有均匀辐射电场 方向沿径向指向圆心O 且与圆心O等距的各点电场强度大小相等 磁感应强度为B的有界匀强磁场 方向垂直纸面向外 胶片M 由粒子源发出的不同带电粒子 经加速电场加速后进入静电分析器 某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场 最终打到胶片上的某点 粒子从粒子源发出时的初速度不同 不计粒子所受重力 下列说法正确的是 A 从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等B 从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等C 打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等D 打到胶片上位置距离O点越远的粒子 比荷越大 C 带电粒子在复合场中运动的应用实例 题型三 方法 把握三点 解决现代科技中的组合场问题 1 对题目背景涉及的物理知识和原理机制进行认真分析 2 从力 运动 能量三个角度分析粒子的运动过程 并画出运动轨迹的草图 3 构建物理模型 选择合适的物理规律和方法解决问题 答案 解析 带电粒子在复合场中运动的应用实例 题型三 AC 带电粒子在复合场中运动的应用实例 题型三 答案 解析 带电粒子在复合场中运动的应用实例 题型三 变式训练4 2019湖北武汉第一次模拟考试 目前 世界上正在研究一种新型发电机 磁流体发电机 如图所示 将一束等离子体喷射入磁场 磁场中有两块平行金属板A B 这时金属板上就会聚集电荷 产生电压 如果射入的等离子体的初速度为v 两金属板的板长 沿初速度方向 为L 板间