江苏省昆山震川高级中学高三物理 复合场复习学案.doc

江苏省昆山震川高级中学高三物理复习学案：复合场1，复合场 (1)组合场：电场、磁场、重力场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域(2)叠加场：部分叠加场指电场、磁场、重力场中某两场共存全叠加场指电场、磁场、重力场三场并存,2，带电粒子在复合场中运动的处理方法(1)搞清楚复合场的组成，一般是磁场、电场的复合；磁场、重力场的复合；磁场、重力场、电场的复合；电场和磁场分区域存在(2)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外还要特别关注电场力和磁场力的分析(3)确定带电粒子的运动状态注意将运动情况和受力情况结合进行分析(4)对于粒子连续经过几个不同场的情况，要分段进行分析、处理(5)画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律,3，带电粒子的重力问题（1） 仔细审题，看题中是否有（粒子重力不计）（2） 基本粒子（正离子、负离子、质子、电子等）重力不计（3） 带电小球、液滴、尘埃要考虑重力（4） 根据题中的数据计算重力、电场力、磁场力的大小，若重力远远小于电场力或磁场力，则重力不计（5） 根据带电粒子的运动情况来判断是否考虑重力一：带电粒子在组合场中的运动例1：如图所示，在直角坐标系的第象限和第象限存在着电场强度均为e的匀强电场，其中第象限电场沿x轴正方向，第象限电场沿y轴负方向在第象限和第象限存在着磁感应强度均为b的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里有一个电子从y轴的p点以垂直于y轴的初速度v0进入第象限，第一次到达x轴上时速度方向与x轴负方向夹 角为45，第一次进入第象限时，与y轴负方向夹角也是45，经过一段时间电子又回到了p点，进行周期性运动已知电子的电荷量为e，质量为m，不考虑重力和空气阻力求：(1)p点距原点o的距离；(2)粒子第一次到达x轴上c点与第一次进入第象限时的d点之间的距离；(3)电子从p点出发到第一次回到p点所用的时间专题五（一） 巩固练习1、带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时（不计重力），它将（ ）a、在匀强电场中做匀速圆周运动 b、在匀强磁场中做变加速曲线运动c、在匀强电场中做抛物线运动 d、在匀强磁场中做抛物线运动2扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆其简化模型如图2：、两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为l，磁场方向相反且垂直于纸面一质量为m、电荷量为q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器mn板处由静止释放，极板间电压为u，粒子经电场加速后平行于纸面射入区，射入时速度与水平方向的夹角30. (1)当区宽度l1l、磁感应强度大小b1b0时，粒子从i区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30，求b0及粒子在区运动的时间t.(2)若区宽度l2l1l、磁感应强度大小b2b1b0，求粒子在区的最高点与区的最低点之间的高度差h.(3)若l2l1l、b1b0，为使粒子能返回区，求b2应满足的条件(4)若b1b2、l1l2，且已保证了粒子能从区右边界射出为使粒子从区右边界射出的方向与从区左边界射入的方向总相同，求b1、b2、l1、l2之间应满足的关系式3如图所示，在xoy平面内，第象限内的直线om是电场与磁场的分界线，om与x轴的负方向成45角，在x0且om的左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场b，磁感应强度大小为0.1 t；在y0且om的右侧空间存在着沿y轴正方向的匀强电场e，场强大小为0.32 n/c.一不计重力的带负电微粒，从坐标原点o沿x轴负方向以v02103 m/s的初速度进入磁场，最终离开电、磁场区域已知微粒的电荷量q51018 c，质量m11024 kg.求：(1)带电微粒在磁场中做圆周运动的半径；(2)带电微粒第一次进入电场前运动的时间；(3)带电微粒第二次进入电场后在电场中运动的水平位移二：带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果例1：如图:所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0104 kg，带4.0104 c正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度e10 n/c，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度b0.5 t，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为0.2，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度(设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10 m/s2)例2：如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为b.一绝缘“”形弯杆由两段直杆和一半径为r的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内pq、mn水平且足够长，半圆环map在磁场边界左侧，p、m点在磁场边界线上，nmap段是光滑的现有一质量为m、带电荷量为q的小环套在mn杆上，它所受电场力为重力的3/4.现在m右侧d点由静止释放小环，小环刚好能到达p点(1)求dm间的距离x0.(2)求上述过程中小环第一次通过与o点等高的a点时弯杆对小环作用力的大小(3)若小环与pq间动摩擦因数为(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)，现将小环移至m点右侧4r处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功专题五（二） 巩固练习1，如图所示，abc为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中ab为倾斜直轨道，bc为与ab相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电，乙球带负电、丙球不带电，现将三个小球在轨道ab上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则()a经过最高点时，三个小球的速度相等b经过最高点时，甲球的速度最小c甲球的释放位置比乙球的高d运动过程中三个小球的机械能均保持不变2如图1所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球o点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、o、d三点在同一水平线上已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是 ()a小球能越过d点并继续沿环向上运动b当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大c小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大d小球从b点运动到c点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小3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e和匀强磁场b的复合场中(e和b已知)，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为r c小球做匀速圆周运动的周期为td若电压u增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加4如图所示，一个带正电荷的物块m，由静止开始从斜面上a点下滑，滑到水平面bc上的d点停下来已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过b处时的机械能损失先在abc所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块m从a点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的d点停下来后又撤去电场，在abc所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块m从a点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的d点停下来则以下说法中正确的是()ad点一定在d点左侧 bd点一定与d点重合cd点一定在d点右侧 dd点一定与d点重合5，如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率 a变大 b变小 （ ） c不变 d条件不足，无法判断6如图所示，ab为一段光滑绝缘水平轨道，bcd为一段光滑的圆弧轨道，半径为r，今有一质量为m、带电为+q的绝缘小球，以速度v0从a点向b点运动，后又沿弧bc做圆周运动，到c点后由于v0较小，故难运动到最高点如果当其运动至c点时，突然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能匀速运动到最高点，此时轨道弹力为0，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：（1）匀强电场的方向和强度；（2）磁场的方向和磁感应强度7，如图所示，匀强电场的场强e=4v/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度b=2t，方向垂直纸面向里。一个质量为m=1g、带正电的小物块a，从m点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行0.8m到n点时就离开壁做曲线运动。当a运动到p点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45角，设p与m的高度差h为1.6m。求：（1）a沿壁下滑时摩擦力做的功。（2）p与m的水平距离s是多少？8如图所示，竖直平面xoy内存在水平向右的匀强电场，场强大小e10 n/c，在y0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小b0.5 t一带电量q0.2 c、质量m0.4 kg的小球由长l0.4 m的细线悬挂于p点，小球可视为质点，现将小球拉至水平位置a无初速释放，小球运动到悬点p正下方的坐标原点o时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过o点正下方的n点(g10 m/s2)求：(1)小球运动到o点时的速度大小；(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小；(3)on间的距离三：带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动(1)磁场力、重力并存若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动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f洛不做功，故机械能守恒，由此可求解问题(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因f洛不做功，可用动能定理求解问题(3)电场力、磁场力、重力并存(粒子沿磁场方向运动除外)若三力平衡，一定做匀速直线运动若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因f洛不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题例1，如图所示，在以坐标原点o为圆心、半径为r的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为b，磁场方向垂直于xoy平面向里一带正电的粒子(不计重力)从o点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从p点射出(1)求电场强度的大小和方向(2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从o点以相同的速度射入，经 时间恰好从半圆形区域的边界射出求粒子运动加速度的大小(3)若仅撤去电场，带电粒子仍从o点射入，但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间例2，如图所示，在水平地面上方有一范 围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为b、垂直纸面向里一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g.(1)求此区域内电场强度的大小和方向；(2)若某时刻微粒在复合场中运动到p点时，速度与水平方向的夹角为60，且已知p点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径，求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离；(3)当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的1/2(方向不变，且不计电场变化对原磁场的影响)，且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小专题五（三） 巩固练习1如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计 重力)以一定的初速度由左边界的o点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的o点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由o点射入，从区域右边界穿出，则粒子b () a穿出位置一定在o点下方b穿出位置一定在o点上方c运动时，在电场中的电势能一定减小d在电场中运动时，动能一定减小2如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自a点沿曲线acb运动，到达b点时，速度为零，c点是运动的最低点，则液滴一定带负电；液滴在c点时动能最大；液滴在c点电势能最小；液滴在c点机械能最小，以上叙述正确的是() a b c d3如图所示，质量为m，带电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是 ()a微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用b微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用 c匀强电场的电场强度ed匀强磁场的磁感应强度b4如图1所示，在xoy平面内，匀强电场的方向沿x轴正向，匀强磁场的方向垂直于xoy平面向里一电子在xoy平面内运动时，速度方向保持不变则电子的运动方向沿()ax轴正向 bx轴负向cy轴正向 dy轴负向5，有一个带电量为q、重为g的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为b，方向如图3所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法错误的是()a一定做曲线运动b不可能做曲线运动c有可能做匀加速运动d有可能做匀速运动6，如图所示，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为e，磁感应强度为b，一质子沿极板方向以速度v0从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过不计质子重力，下列说法正确的是()a若质子以小于v0的速度沿极板方向从左端射入，它将向上偏转b若质子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过c若电子以速度v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过d若电子以速度v0沿极板方向从右端射入，它将沿直线穿过7，一个带电微粒在如图,所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，该带电微粒必然带_(填“正”或“负”)电，旋转方向为_(填“顺时针”或“逆时针”)