金板学案2016届高考物理一轮复习课件练习第九章磁场3专题带电体在组合或复合场中的运动

3课专题：带电体在组合场或复合场中的运动考点一复合场与组合复合场：电场、磁场组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不或在同一区域，电场、磁场交替出现．考点二三种场的比项名力的特功和能的特重力重力做功与路径无重力做功改变物体的重静电大小相b．负电场力做功与路径无电场力做功改变电势强方相磁力f＝qvB合左手定带电粒子的动考点三复合场中粒子重力是否考虑的三种情对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力．在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况按题目要求处理比较正规，也比较简单．不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力．有一带电荷量为＋q、重为G的小球，从竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为BAC．有可能做匀速运D力是恒力但受到的力是随速度的变化而变化的变力因此球不可能处于平衡状态，也不可能在电、磁场中做匀变速运动．E和匀强磁场B组电荷量为＋为m)从正交或平上方的某一高度自由小球可能沿直线通过的解析：带电小球进入复合场时受力情况：A ，B，C项，D项．其中只有C、D两种情况下合外力可有可能沿直线通过复合场区域，A项中力qvB随速度v的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合与速度方向将产生夹角，做曲线运动，所以A错一、如图所示，质量为m、电荷量为－e的电子的初速为零，经电压U的加速电场加速后进入磁B的偏转磁场电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都匀变电子在磁场中所受 力的大小为 eB＝解析：电子带负电，向上加速运动，因此加速电场的方向应为竖直向下选项A错误电子刚进入时受水平向左的力根据左BC错误；根据动能定理可知，电子进入磁场时的速度为 2mv 力的大小为f＝Bev，得f＝ 2eUm，选D正确如图所示，真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场，一质量为，带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t＝0的时刻物体在轨迹最低点且物体带负电且做逆时针转22物体运动的过程中，重力势能随时间的变化关系是 物体运动的过程中，电势能随时间的变化关系是 据左手定则可知，物体应顺时针转动，选项A错误；物体受重力电场力和力作用只涉及机械能和电势能因而二R之和不变，选项B正确；如图所示，设经过时间t，物置如图所示，则此时重力势能Ep＝mgR(1cosθ而θ＝vtEpR mgR1－cosR，选项C能不所以电势能的变 与重力势能的变化大小相等，变化情况相反，选项D正确如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落，M点距场区边界PQh，边界PQ下方有方向竖直向强度为E有垂直于纸面的匀强球从边界上的a点进入复恰能做匀上的b点穿出，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是 ．小球的电荷量与质量的比值小球从a运动到b球和地球系统机械能守恒小球在a、b解析：E＝gBb点射出，Aab两点Cab错误．E的方向竖直向下，磁感应强度B的方向垂直纸向里．有三个带有等量M、N、P在该区域中运动，其中M向右做匀速直线运动，N内做匀速圆周运动，P向左做匀速直线运动，不计空气阻力，则三个 解析：N在竖直平面内做匀速圆周运动，其重力与电场力平因而带mNg＝Eq；M向右做匀速直线mMg＋Fn＝Eq；P向左做匀速直线运动，有mPg＝Eq＋Fn′，比较上述三式，有mP>mN>mM成立，选项B正确．如图所示，光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在B处与圆弧相球从A止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过圆弧最高点，现若撤去磁场，使球仍能恰好通过圆环最高点，释放高度与原释放高度H的关系是C) 解析无磁场时球在C点由重力提供向心界速度为减小所以不加磁场时在C点的机械能较大由于力不做功，有没有磁场机械能都守恒，所以，不加磁场时机械能较大，选C.二、选择环型对撞机是研究高能粒子的重要经过电压为U的直线加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的强度大小为B两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是BD)qA．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷mB越 ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷m越大，磁感应强B越C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期大D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周m解析：带电粒子经过加速电场后速度为v＝ m因此 2Um，对于给定的加速电压，即U一定，则带电 m子的比荷q越大，磁感应强度B越小，A错，B对；带电粒子运动mT＝Bq电粒子的速就与加速电压U对于给定的带电粒子和磁感应强度B，不管加速电压U多大子运动的周期不变，C错，D对在如图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场B的匀强磁场．已知从P点处以速v水平中的E和B的方向可能是BC)A．EBv方向B．EB都沿水平方向，并与vC．E竖直向上，BD．E竖直向上，B解析：选项A中力方向在竖直方向，电场力方向垂直纸偏转，A错；选项B中力为零，电子仅在电场力作用下做匀减速直线运动，B对；选项C中电场力竖直向下，力竖直向上，二力平衡时也可做直线运动，C对，D错，所以应选B、C.如图所示，某空间存在正交的匀强电磁场，电场方向水平向a点以一定初速度进入电磁场，刚好能沿直线ab斜向上运动，则下列说法正确的是B．微粒的动能一定减C．微粒的电势能一定增加D．微粒的机械能一定增F沿垂直直线方向上的分力与力f平衡，则合力与速度反向，动能一定减小，选项A错B对；电场力做负功，电势能增加，机械能增加，选项C、D对．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道 其AB为倾斜直轨道，BC为与AB同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电，乙球带负电，丙球不带电小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释D－qv乙

R；对丙球

Rv甲>v丙>v乙，故选项AB对力不做功故运动过程中三个小球的机械能均保持不变，选项C、D均正确．正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入Ⅱ后偏转半径R相同，则它们一定具有相同的D)速度B．质量C．电荷量D荷解析：当混合带电离子在通过正交的电场、磁场区域Ⅰ时没有B所以v1＝v2＝E，而进入匀强磁场区域Ⅱ后偏转半径R相同，也就BR＝mv，R1＝m1v1＝m2v2＝R2，即q1＝q2，所以A、D正确，B、错误

三、非选择如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分＞0的粒子以速度v0从平面MN上的0E场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里．求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点P0的距离(粒子的重力可以忽略)． 抛物线运动，其加速度方向竖直向下，设其大小为a，由牛顿定律设经过时间t0，粒子从平面MN上的点P1进入磁场，由运动学 0粒子速度大小v1为v1＝ 设速度方向与竖直方向的夹角为α，则0tanα＝v00此时粒子到出发点的距离为s0＝此后粒子进入磁场在力作用下做匀速圆周运动圆周半径为：︵设粒子首次离开磁场的点为P2，弧P1P2所张的圆心角为2β︵P1到点P2的距离为：s1＝2r1sin，⑦由几何关系得联立①②③④⑥⑦⑧式得：s1＝P2与点P0相距 1联立①②⑤⑨⑩解得 E 1答案：

E如图所示，在宽度分别为1和2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直Q点射出，已知Q垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到的距离为.不计重力，求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比．解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图所于粒子在分界线处的速度与分界线垂圆心O应在分界线上，OP长度即为粒子运动的圆弧的半径11设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q，由力公式第二定律