高考物理复习微专题12带电粒子在复合场中的运动市赛课公开课一等奖省课获奖课件

磁场第九章微专题12带电粒子在复合场中运动1/35栏目导航命题点一带电粒子在叠加场中运动

命题点二带电粒子在组合场中运动考点三考点四模拟演练·稳基提能课后回顾·高效练习2/351．带电体在叠加场中无约束情况下运动(1)洛伦兹力、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，则带电体将做复杂曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．(2)静电力、洛伦兹力并存(不计重力微观粒子)①若静电力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若静电力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题．带电粒子在叠加场中运动3/35(3)静电力、洛伦兹力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动．②若重力与静电力平衡，一定做匀速圆周运动．③若协力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒定律或动能定理求解问题．2．带电体在叠加场中有约束情况下运动带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束情况下，常见运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要经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特点，利用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求解．4/355/35(1)经过计算判断，小球M能否抵达圆环最高点．(2)小球M速度最大时，圆环对小球M弹力．(3)小球M电势能改变量最大值．答案：(1)看法析(2)0.096N沿圆环径向向外(3)0.2016J6/35解析：(1)设M、N在转动过程中，绳对M、N做功分别为WT、WT′，则WT＋WT′＝0，设M抵达圆环最高点时，M、N动能分别为EkM、EkN，对M，洛伦兹力不做功，由动能定理得qER－mMgR＋WT＝EkM，对N，由动能定理得WT′－mNgR＝EkN，联立解得EkM＋EkN＝－0.06J，即M在圆环最高点时，系统动能为负值，故M不能抵达圆环最高点．(2)设N转过α角时，M、N速度大小分别为vM、vN，因M、N做圆周运动半径和角速度均相同，故vM＝vN，对M，洛伦兹力不做功，由动能定理得7/358/359/35带电粒子在叠加场中运动分析方法(1)搞清叠加场组成．(2)进行受力分析．(3)确定带电粒子运动状态，注意运动情况和受力情况结合．(4)对于粒子连续经过几个不一样种类场时，要分阶段进行处理．(5)画出粒子运动轨迹，灵活选择不一样运动规律．①当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时，依据受力平衡列方程求解．②当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，应用牛顿运动定律结合圆周运动规律求解．③当带电粒子做复杂曲线运动时，普通用动能定理或能量守恒定律求解．④对于临界问题，注意挖掘隐含条件．10/3511/35(1)小球带何种电荷；(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做功．(3)小球从F点飞出时磁场同时消失，小球离开F点后运动轨迹与轨道AC所在直线交点为G(G点未标出)，求G点到D点距离．答案：(1)带正电荷(2)27.6J(3)2.26m12/3513/3514/351．设在地面上方真空室内存在匀强电场和匀强磁场．已知电场强度和磁感应强度方向是相同，电场强度大小E＝4.0V/m,磁感应强度大小B＝0.15T，今有一个带负电质点以v＝20m/s速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动，求此带电质点电量与质量之比q/m以及磁场全部可能方向(角度可用反三角函数表示)．解析：依据带电质点做匀速直线运动条件，得知此带电质点所受重力、电场力和洛伦兹力协力必定为零．由此推知此三个力同一竖直平面内，如图所表示，质点速度垂直纸面向外．15/3516/351．组合场：电场与磁场各位于一定区域内，并不重合，电场、磁场交替出现．2．分析思绪(1)划分过程：将粒子运动过程划分为几个不一样阶段，对不一样阶段选取不一样规律处理．(2)找关键点：确定带电粒子在场区边界速度(包含大小和方向)是处理该类问题关键．(3)画运动轨迹：依据受力分析和运动分析，大致画出粒子运动轨迹图，有利于形象、直观地处理问题．带电粒子在组合场中运动17/35(1)粒子源发射粒子速度v0及从b点离开磁场粒子在磁场中运动最长时间tm；(2)电场强度方向及大小．18/3519/3520/3521/35带电粒子在分离电场和磁场中运动问题分析(1)带电粒子在电场和磁场组合场中运动．依据粒子在运动过程中受力情况，确定运动轨迹，计算粒子运动时间、位移等物理量．因为电场与磁场是分离，带电粒子在电场中受到恒定电场力作用，加速度恒定，可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动．进入磁场之后，在磁场中受到洛伦兹力作用，粒子在磁场中做匀速圆周运动．(2)处理带电粒子在电场中运动，用动能定理较为简单．(3)解题过程中要注意不要漏解．22/3523/35解析：(1)因为电场力做功与路径无关，且点电荷从a点沿不一样方向射出时抵达b点时动能最大，说明在圆周上b点电势最低，则过b点所作外接圆切线为b点等势线，又因为电场线总是与等势面相垂直，且由高等势面指向低等势面，故图中Ob方向即为场强方向设外接圆半径为R，由几何关系知L＝2Rcos30°，由功效关系知电场力做功等于动能增量ΔEk＝Eq(R＋Rsin30°)，解得R＝0.3m，E＝18N/C．24/3525/3526/3527/35(1)小球从A点出发时初速度大小；(2)磁感应强度B大小．28/3529/353．(·江西红色七校模拟)如图所表示，粒子源O能够源源不停地产生初速度为零正离子同位素，即这些正离子带相同电荷量q，质量却不相同．全部正离子先被一个电压为U0匀强加速电场加速，再从两板中央垂直射入一个匀强偏转电场，已知此偏转电场两板间距为d，板间电压为2U0，偏转后经过下极板上小孔P离开电场．经过一段匀速直线运动后，正离子从Q点垂直于边界AB进入一正方形区域匀强磁场(磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里)，不计正离子重力及离子间相互作用．30/35(1)当