2012高考物理 月刊专版 专题09 交变电流和电磁感应带电粒子的运动专题复习

用心 爱心 专心1 交变电流和电磁感应带电粒子的运动交变电流和电磁感应带电粒子的运动 一 专题分析 一 专题分析 本专题综合起来讲就三个方面的问题 带电粒子在电场中的运动 带电粒子在磁场中 的运动 带电粒子在复合场 或组合场 中的运动 几乎成为历年高考的必考内容 且多 以多过程的综合计算题为主 分值较高 能够突出高考的命题要求 即以能力测试为主导 考查学生对所学相关课程基础知识 基本技能的掌握程度和综合运用所学知识分析解决问 题的能力 涉及的实际应用问题较多 如示波器 质谱仪 速度选择器 回旋加速器 磁流体发电机 电磁流量计等 无论粒子是在简单情景中运动还是在复杂情景中运动 都 是把场的性质 运动学知识 牛顿运动定律 功能关系 动量守恒定律有机地联系在一起 因而综合性较强 能力要求较高 二 高考考情分析及命题趋势 二 高考考情分析及命题趋势 专题问题中所涉及的情景有很多相似之处 高考命题只是从不同的角度 不同的条件 或者不断变化题设的情景切入 甚至是陈题翻新 连续几年虽然每年都在考 但还是针对 不同的方面 2012 年高考计算题仍然会延续这种思路 有以下可能性带电粒子在周期性变 化的电场或者磁场中的运动是近几年高考中不曾涉及的 但这类问题的综合程度高 很容 易和生活生产 科学技术联系起来 通过这类问题可以考查考生分析综合能力以及利用所 学知识解决实际问题的能力 三 过程 三 过程 二轮复习中 由于这一专题在高考中地位非常重要特别是要想考好大学的学生 所以 在复习中我们将做好以下工作 1 加强学生对这一专题思想认识 让学生认识到这一专题连续几年都在考 而且所 占分值还是非常高的 几乎占到了六分之一 要想理综考好这一专题起到了决定 性的作用 让学生自己意识到我一定要把这一个专题攻克的地步 学生就会有意 识的去发现 去寻找自己在这一个方面还有哪些问题 2 老师通过训练题帮助学生提高阅读分析题意的能力 采用排查的方法对问题较大 的题型进行反复加强训练同时始终注意书写的规范性和易错点 用心 爱心 专心2 如 1 在解决带电粒子在复合场中的运动问题时 正确分析带电粒子的受力情况及运 动特征是解题的前提 灵活选用力学规律是解题的关键 解决这类题时一定要注意临界条 件的挖掘 如 恰好 最大 最多 至少 等关键词 往往是解题的突 破口 2 在加速电场中求带电粒子的速度运用动能定理 q U Ek 时要注意 U 是指入射点和 出射点之间的电势差 而不一定就是两极板间的电势差 3 在偏转电场中求带电粒子的侧移时要注意数学知识的灵活运用 不少同学在运用相似 三角形求解往往将对应边写错 方法 方法 1 1 牢牢抓住带电粒子作直线运动的条件 牢牢抓住带电粒子作直线运动的条件 2 2 利用牛顿运动定律和平衡条件建立方程 利用牛顿运动定律和平衡条件建立方程 例 1 有个演示实验 在上下面都是金属板的玻璃盒内 放入了许多用锡箔纸揉成的小 球 当上下板间加上电压后 小球就上下不停地跳动 现取以下简化模型进行定量研究 如图所示 电容量为 C 的平行板电容器的极板 A 和 B 水平放置 相距为 d 与电动势为 内阻可不计的电源相连 设两板之间只有一个质量为 m 的导电小球 小球可视为质点 已知 若小球与极板发生碰撞 则碰撞后小球的速度立即变为零 带电状态也立即改变 改变后 小球所带电荷符号与该极板相同 电量为极板电量的 倍 0 0 x0 x a的区域由垂直于纸面向外的匀强磁场 两区域内的磁感应强度大小均为 B 在O点处有一小孔 一束质量为m 带电量为q q 0 的粒子沿x轴经小孔射入磁 场 最后打在竖直和水平荧光屏上 使荧光屏发亮 入射粒 子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值 已知速度 最大的粒子在 0 xa的区域中 运动的时间之比为 2 5 在磁场中运动的总时间为 7T 12 其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动 的周期 试求两个荧光屏上亮线的范围 不计重力的影响 y轴范围 0 2a x轴范围 2a 难a 3 3 12 五 联系实际的技术应用问题五 联系实际的技术应用问题 方法 方法 1 1 示波器 质谱仪 速度选择器 回旋加速器 磁流体发电机 电磁流量计等 示波器 质谱仪 速度选择器 回旋加速器 磁流体发电机 电磁流量计等 2 2 结合具体问题 建立物理模型求解 结合具体问题 建立物理模型求解 例 4 为一种质谱仪工作原理示意图 在以 O 为圆心 OH 为对称轴 夹角为 2 的扇形区域 内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场 对称于 OH 轴的 C 和 D 分别是离子发射点和收集点 CM 垂直磁场左边界于 M 且 OM d 现有一正离子束以小发散角 纸面内 从 C 射出 用心 爱心 专心7 2 离子沿与 CM 成 角的直线 CN 进入磁场 其轨道半径和在磁场中的运动时间 3 线段 CM 的长度 解 1 设沿CM方向运动的离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R 由 1 2 R 2 0 0 mv qv B R R d 得B 0 mv qd 磁场方向垂直纸面向外 2 用心 爱心 专心8 方法二 离子在磁场中做匀速圆周运动的周期T 2 m qB t 0 2 v 3 方法一 CM MNcot sin dMN sin R c