高考物理大一轮复习第九章磁场能力课带电粒子在匀强磁场及复合场中运动课件新人教版.ppt

能力课带电粒子在匀强磁场及 复合场中的运动 带电粒子在磁场中运动时的临界问题 图1 答案D 图2 答案C 图3 答案C 图4 1 图中箭头表示某一粒子初速度的方向 OA与初速度方向夹角为60 要想使该粒子经过磁场后第一次通过A点 则初速度的大小是多少 2 要使粒子不穿出环形区域 则粒子的初速度不能超过多少 甲 乙 图5 图 a 图 b 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 图6 解决带电粒子的临界问题的技巧方法 1 数学方法和物理方法的结合 如利用 矢量图 边界条件 等求临界值 利用 三角函数 不等式的性质 二次方程的判别式 等求极值 2 临界问题的一般解题流程 方法技巧 3 从关键词找突破口 许多临界问题 题干中常用 恰好 最大 至少 不相撞 不脱离 等词语对临界状态给以暗示 审题时 一定要抓住这些特定的词语挖掘其隐藏的规律 找出临界条件 带电粒子在复合场中的运动 角度1带电粒子在复合场中运动的应用实例 图7 A 11B 12C 121D 144解析设质子的质量和电荷量分别为m1 q1 一价正离子的质量和电荷量为m2 q2 对于任意粒子 在加速电场中 由动能定理得 答案D 图8 答案AC 图9 答案CD 解决实际问题的一般过程 方法技巧 角度2带电粒子在组合场中的运动 磁偏转 和 电偏转 的比较 图10 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 解析 1 根据题意可知 大致画出粒子在复合场中的运动轨迹 如图所示 拓展延伸1 改变电场方向将 模拟示例5 中x轴下方的匀强电场方向改成与x轴负方向成45 角 如图11所示 若粒子沿平行电场线方向进入电场 且粒子沿电场线移动的最大距离为h 求 图11 1 匀强电场的电场强度大小E 2 粒子从开始到第三次经过x轴的时间t 解析 1 带电粒子运动轨迹如图所示 拓展延伸2 改变释放点的位置将 模拟示例5 中的带电粒子在a 2h 2h 点由静止释放 粒子第二次经过x轴时恰好过坐标原点O 求 图12 1 匀强电场的电场强度 2 粒子从开始运动到第五次经过x轴时的时间 解析 1 粒子运动轨迹如图所示 5步 突破带电粒子在组合场中的运动问题 方法技巧 图13 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 解析 1 如图 粒子进入磁场后做匀速圆周运动 设磁感应强度的大小为B 粒子质量与所带电荷量分别为m和q 圆周运动的半径为R0 由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得 角度3带电粒子在叠加场中的运动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 带电体做匀速直线运动 2 若重力与电场力平衡 带电体做匀速圆周运动 3 若合力不为零 带电体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 图14 1 小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向 2 从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t 图15 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 带电粒子在叠加场中运动的处理方法 方法技巧 1 多选 如图16所示 匀强磁场方向垂直纸面向里 匀强电场方向竖直向下 有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域 不计重力 则 图16 A 若电子从右向左飞入 电子也沿直线运动B 若电子从右向左飞入 电子将向上偏转C 若电子从左向右飞入 电子将向下偏转D 若电子从左向右飞入 电子也沿直线运动解析若电子从右向左飞入 电场力向上 洛伦兹力也向上 所以向上偏 B选项正确 若电子从左向右飞入 电场力向上 洛伦兹力向下 由题意知电子受力平衡将做匀速直线运动 D选项正确 答案BD 2 2016 北京东城区模拟 如图17所示 一束质量 速度和电荷量不全相等的离子 经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后 进入另一个匀强磁场中并分裂为A B两束 下列说法中正确的是 图17 A 组成A束和B束的离子都带负电B 组成A束和B束的离子质量一定不同C A束离子的比荷大于B束离子的比荷D 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 答案C 图18 A 它们的最大速度相同B 它们的最大动能相同C 两次所接高频电源的频率不相同D 仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 答案A 图19 A 粒子有可能打到A点B 以 60 飞入的粒子在磁场中运动时间最短C 以 30 飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D 在AC边界上只有一半区域有