高三物理一轮复习 06 带电粒子在复合场中的运动导学案

1、带电粒子在复合场中的运动【课题】带电粒子在复合场中的运动【导学目标】1、掌握带电粒子在复合场中的受力特点和运动规律 2、会用力学有关规律分析和解决带电粒子在复合场中的运动问题【导入】一、带电粒子在复合场中的受力特点带电粒子无论运动与否都受电场力。在重力场中所受重力及在匀强电场中所受的电场力均为恒力，它们的做功只与始末位置在重力场中的高度差或在电场中的电势差有关，而与运动路径无关。而带电粒子在磁场中只有运动(且速度不与磁场平行)时才会受到洛仑兹力，故洛仑兹力对运动电荷不做功。二、带电粒子在复合场中的运动特点（一）带电微粒在三个场共同作用下做直线运动:当带电微粒的速度平行于磁场时，不受洛伦兹力，因

2、此可能做匀速运动也可能做匀变速运动；当带电微粒的速度垂直于磁场时，一定做匀速运动。（二）带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动: 自由的带电粒子在复合场中作匀速圆周运动时，必定满足电场力和重力平衡。当粒子速度方向与磁场方向垂直时，洛仑兹力提供向心力，使带电粒子作匀速圆周运动。（三）较复杂的曲线运动。在复合场中，若带电粒子所受合外力不断变化且与粒子速度不在一直线上时，带电粒子作非匀变速曲线运动。此类问题，通常用能量观点分析解决，带电粒子在复合场中若有轨道约束，或匀强电场或匀速磁场随时间发生周期性变化等原因，使粒子的运动更复杂，则应视具体情况进行分析。三、带电粒子在复合场中的运动的分析方法(1)

3、受力分析是基础在受力分析时是否考虑重力必须注意题目条件(2)运动过程分析是关键在运动过程分析中应注意物体做直线运动，曲线运动及圆周运动、类平抛运动的条件(3)构建物理模型是难点根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解【导研】例1如图所示，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为，一带电量为q、质量为m的带负电的小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为，在小球以后运动的过程中，下列说法正确的是( )A小球下滑的最大速度为vB小球下滑的最大加速度为amgsinC小球的加速度一直在减小D小球的速度先增大后

4、减小例2如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，则在加速运动阶段()Aa对b的压力不变Ba对b的压力变大Ca、b物块间的摩擦力变大Da、b物块间的摩擦力不变例3 地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴能沿一条与竖直方向成角的直线MN运动(MN在垂直于磁场方向的平面内)，如图所示则以下判断中正确的是()A如果油滴带正电，它是从M点运动到N点B如果油滴带正电，它是从N点运动到M点C如果电场

5、方向水平向左，油滴是从M点运动到N点D如果电场方向水平向右，油滴是从M点运动的N点例4如图所示，竖直平面上的两个半径相同的光滑的半圆形轨道，分别处在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放.M、N为轨道的最低点，下列判断正确的是（ ）A两小球到达轨道最低点的速度一定是VMVN B两小球经过轨道最低点时对轨道的压力一定是NMNN C小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处例5如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b ，相距为d ，ab间的电场强度为E，今有一

6、带正电的微粒从a板下缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于E / v0 ，重力加速度为g，则下列关于粒子运动的有关说法正确的是（ ）A.粒子在ab区域的运动时间为v0/g B.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r=2d C.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为d/6v0D.粒子在ab、bc区域中运动的总时间为(+6)d/3v0例6O600AyxE2 DCBE1如图所示，坐标系xOy在竖直平面

7、内，水平轨道AB和斜面BC均光滑 且绝缘，AB和BC的长度均为L，斜面BC与水平地面间的夹角=600，有一质量为m、电量为+q的带电小球（可看成质点）被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小，磁场为水平方向（图中垂直纸面向外），磁感应强度大小为B；在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场，场强大小。现将放在A点的带电小球由静止释放（运动过程中小球所带的电量不变），则（1）小球到B点的速度大小？（2）从A点开始，小球需经多少时间才能落到地面？ 【导练】1.水平放置的平行金属板a、b带有等量电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带正

8、电的粒子在两板间做直线运动，粒子的重力不计关于粒子在两板间运动的情况，正确的是()A可能向右做匀加速直线运动B可能向左做匀加速直线运动C只能是向右做匀速直线运动D只能是向左做匀速直线运动2、磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景其发电原理示意图如图所示，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则()A两板间的电势差为UBdvB上板是电源的正极，下板是电源的

9、负极C流经R的电流强度为ID流经R的电流强度为I3、回旋加速器是加速带电粒子的装置其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源有两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是()A增大金属盒的半径B减小狭缝间的距离C增大高频交流电压D减小磁场的磁感应强度4、质谱议的构造原理如图所示从粒子源S出来时的粒子速度很小，可以看作初速为零，粒子经过电场加速后进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场区域，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为x，则以下说法正确的是（ ）A粒子

10、一定带正电B粒子一定带负电Cx越大，则粒子的质量与电量之比一定越大Dx越大，则粒子的质量与电量之比一定越小5、随着社会生产的发展，大型化工厂已越来越多，环境污染也越来越严重为减少环境污染，技术人员在排污管末端安装了如图8316所示的流量计该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势