高考物理一轮总复习 第八章 磁场 第4节（课时3）带电粒子在复合场中的运动：带电粒子在叠加场中的运动问题课件 鲁科版.ppt

热点突破 带电粒子在叠加场中的运动问题 1 热点透析 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 第八章磁场 5 真题演练 一 热点透析 1 热点透析 带电粒子在叠加场中的运动问题 题型特点 典型的力电综合问题 在同一区域内同时有电场和磁场 电场和重力场或同时存在电场 磁场和重力场等称为叠加场 解答时一般要从受力 运动 功能的角度来分析 涉及力的种类多 含重力 电场力 磁场力 弹力 摩擦力等 包含的运动种类多 含匀速直线运动 匀变速直线运动 类平抛运动 圆周运动以及其他曲线运动 综合性强 数学能力要求高 复习指导 1 能够正确对叠加场中的带电粒子从受力 运动 能量三个方面进行分析 2 能够合理选择力学规律 牛顿运动定律 运动学规律 动能定理 能量守恒定律等 对粒子的运动进行研究 1 磁场力 重力并存 若g与f洛平衡 带电体做匀速直线运动 若g与f洛不平衡 带电体做复杂曲线运动 机械能守恒 2 电场力 磁场力并存 不计重力的微观粒子 若f电与f洛平衡 带电体做匀速直线运动 若f电与f洛不平衡 电荷做复杂曲线运动 用动能定理解答 3 电场力 磁场力 重力并存 若三力平衡 带电体做匀速直线运动 若重力与电场力平衡 带电体做匀速圆周运动 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 二 带电体在复合场中有约束的运动 1 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 运用动能定理 能量守恒定律结合牛顿运动定律求解 2 由于带电粒子在复合场中受力情况复杂 运动情况多变 往往出现临界问题 这时应以题目中的 最大 最高 至少 恰好 等词语为突破口 挖掘隐含条件 根据临界条件列出辅助方程 再与其他方程联立求解 二 典例剖析 2 典例剖析 例4 2015 福建理综 22 如图 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 注意分析带电小球的运动形式及各运动过程中的受力情况 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 转解析 转原题 备选 如图所示的平行板之间 存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场 磁场的磁感应强度b1 0 20t 方向垂直纸面向里 电场强度e1 1 0 105v m pq为板间中线 紧靠平行板右侧边缘xoy坐标系的第一象限内 有一边界线ao 与y轴的夹角 aoy 45 边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场 磁感应强度b2 0 25t 边界线的下方有水平向右的匀强电场 电场强度e2 5 0 105v m 在x轴上固定一水平的荧光屏 一束带电荷量q 8 0 10 19c 质量m 8 0 10 26kg的正离子从p点射入平行板间 沿中线pq做直线运动 穿出平行板后从y轴上坐标为 0 0 4m 的q点垂直y轴射入磁场区 最后打到水平的荧光屏上的位置c 求 1 离子在平行板间运动的速度大小 2 离子打到荧光屏上的位置c的坐标 3 现只改变aoy区域内磁场的磁感应强度大小 使离子都不能打到x轴上 磁感应强度大小b2 应满足什么条件 注意挖掘带电粒子整个运动过程中包含的隐含条件 审题流程 转原题 转解析 正离子 正离子不受重力作用在b1 e1区受力平衡在b2区只受洛伦兹力在e2区只受电场力 过程一 匀速直线运动过程二 匀速圆周运动过程三 类平抛运动 平衡条件qe1 qvb1牛顿第二定律qvb mv2 r平抛运动规律 受力分析 过程分析 画轨迹 选规律求解 确定研究对象 运动建模 第 2 问确定速度方向第 3 问确定最大半径 e1q b1qv v e2q 转原题 转审题 备选 如图示 竖直平面xoy内存在水平向右的匀强电场 场强大小e 10n c 在y 0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b 0 5t 一带电荷量为q 0 2c 质量m 0 4kg的小球由长l 0 4m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无初速度地释放 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 求 g取10m s2 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 转解析 注意分析带电小球的运动形式及各运动过程中的受力情况 转原题 三 规律方法 3 规律方法 转解析 注意分析带电小球的运动形式及各运动过程中的受力情况 转原题 四 跟踪训练 4 跟踪训练 跟踪训练 如图所示 在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中 有一竖直足够长的固定绝缘杆mn 小球p套在杆上 已知p的质量为m 电荷量为 q 电场强度为e 磁感应强度为b p与杆间的动摩擦因数为 重力加速度为g 小球由静止开始下滑直到稳定的过程中不可能是 转解析 注意分析带电小球在下落过程中的运动及受力情况 转原题 五 真题演练 5 真题演练 真题 2012 重庆理综 24 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置 其原理如图所示 两带电金属板间有匀强电场 方向竖直向上 其中pqnm矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场 一束比荷 电荷量与质量之比 均为1 k的带正电颗粒 以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线o o进入两金属板之间 其中速率为v0的颗粒刚好从q点处离开磁场 然后做匀速直线运动到达收集板 重力加速度为g pq 3d nq 2d 收集板与nq的距离为l 不计颗粒间相互作用 求 1 电场强度e的大小 2 磁感应强度b的大小 3 速率为 v0 1 的颗