高考物理一輪復習 第八章第3單元帶電粒子在復合場中的運動課件 新人教版（安徽 北京專版）

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1、2三種場的比較三種場的比較應用升級應用升級1.地球大氣層外部有一層復雜的電離地球大氣層外部有一層復雜的電離 層，既分布有地磁場，也分布有電層，既分布有地磁場，也分布有電 場。假設某時刻在該空間中有一小場。假設某時刻在該空間中有一小 區(qū)域存在如圖區(qū)域存在如圖831所示的電場和所示的電場和 圖圖831 磁場；電場的方向在紙面內斜向左下方，磁場的方向磁場；電場的方向在紙面內斜向左下方，磁場的方向 垂直紙面向里。此時一帶電宇宙粒子恰以速度垂直紙面向里。此時一帶電宇宙粒子恰以速度v垂直垂直于電場和磁場射入該區(qū)域，不計重力作用，則在該區(qū)域于電場和磁場射入該區(qū)域，不計重力作用，則在該區(qū)域中，有關該帶電粒子的

2、運動情況不可能的是中，有關該帶電粒子的運動情況不可能的是 ()A仍做直線運動仍做直線運動 B立即向左下方偏轉立即向左下方偏轉C立即向右上方偏轉立即向右上方偏轉 D可能做勻速圓周運動可能做勻速圓周運動解析：解析：比較比較Eq與與Bqv，因二者開始時方向相反，當二者相，因二者開始時方向相反，當二者相等時，等時，A正確；當正確；當EqBqv時，向電場力方向偏，當時，向電場力方向偏，當EqBqv時，向洛倫茲力方向偏，時，向洛倫茲力方向偏，B、C正確，有電場力存在，正確，有電場力存在，粒子不可能做勻速圓周運動，粒子不可能做勻速圓周運動，D錯錯答案：答案：D 應用升級應用升級 2.為監(jiān)測某化工廠的污水排放

3、量，技為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技 術人員在該廠的排污管末端安裝了術人員在該廠的排污管末端安裝了 如圖如圖836所示的流量計。該裝所示的流量計。該裝 置由絕緣材料制成，長、寬、高分置由絕緣材料制成，長、寬、高分 圖圖836 別為別為a、b、c，左右兩端開口。在垂直于上下底面方向，左右兩端開口。在垂直于上下底面方向 加磁感應強度大小為加磁感應強度大小為B的勻強磁場，在前后兩個內側面的勻強磁場，在前后兩個內側面分別固定有金屬板作為電極。污水充滿管口從左向右流分別固定有金屬板作為電極。污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U。若用。若

4、用Q表示污水流量表示污水流量(單位時間內排出的污水體積單位時間內排出的污水體積)，下列說法中，下列說法中正確的是正確的是()A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B若污水中負離子較多，則前表面比后表面電勢高若污水中負離子較多，則前表面比后表面電勢高C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量污水流量Q與與U成正比，與成正比，與a、b無關無關答案：答案：D知識檢索知識檢索“電偏轉電偏轉”和和“磁偏轉磁偏轉”的比較的比較磁偏轉磁偏轉電偏轉電偏轉受力受力特征特征v垂直于垂直于B時，時，F(xiàn)BqvBv不垂直于不垂

5、直于B時，時，F(xiàn)BqvB，F(xiàn)B為變力，只改變?yōu)樽兞Γ桓淖僾的方向的方向無論無論v是否與是否與E垂垂直，直，F(xiàn)EqE，F(xiàn)E為恒力為恒力磁偏轉磁偏轉電偏轉電偏轉動能變化動能變化動能不變動能不變動能發(fā)生變化動能發(fā)生變化典題例析典題例析例例1在平面直角坐標系在平面直角坐標系xOy中，第中，第象限存在沿象限存在沿y軸負方向的勻強電場，軸負方向的勻強電場，第第象限存在垂直于坐標平面向外的象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應強度為勻強磁場，磁感應強度為B。一質量。一質量為為m、電荷量為、電荷量為q的帶正電的粒子從的帶正電的粒子從y軸軸正半軸上的正半軸上的M點以速度點以速度v0垂直于垂直于y軸射入軸

6、射入 圖圖837電場，經電場，經x軸上的軸上的N點與點與x軸正方向成軸正方向成60角射入磁場，角射入磁場，最后從最后從y軸負半軸上的軸負半軸上的P點垂直于點垂直于y軸射出磁場，如圖軸射出磁場，如圖837所示。不計粒子重力，求：所示。不計粒子重力，求：(1)M、N兩點間的電勢差兩點間的電勢差UMN；(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑粒子在磁場中運動的軌道半徑r；(3)粒子從粒子從M點運動到點運動到P點的總時間點的總時間t。思路點撥思路點撥根據(jù)粒子在不同區(qū)域內的運動特點和受力根據(jù)粒子在不同區(qū)域內的運動特點和受力特點畫出軌跡，分別利用類平拋和圓周運動的分析方法特點畫出軌跡，分別利用類平拋和圓周運動的分

7、析方法列方程求解。列方程求解。(1)電子經過電子經過x軸負半軸的坐標和此時速度方向與軸負半軸的坐標和此時速度方向與x軸的方向的夾角；軸的方向的夾角；(2)電子再次經過電子再次經過y軸負半軸的坐標。軸負半軸的坐標。知識檢索知識檢索 分析帶電粒子在復合場中的運動，解題的思路主要分析帶電粒子在復合場中的運動，解題的思路主要有兩條線索：有兩條線索：(1)力和運動的關系。根據(jù)帶電粒子所受的力，運用牛頓力和運動的關系。根據(jù)帶電粒子所受的力，運用牛頓 第二定律并結合運動學規(guī)律求解。第二定律并結合運動學規(guī)律求解。(2)功能關系。根據(jù)場力及其他外力對帶電粒子做功引起功能關系。根據(jù)場力及其他外力對帶電粒子做功引起

8、 的能量變化或全過程中的功能關系解決問題。的能量變化或全過程中的功能關系解決問題。(2)油滴在油滴在P點得到的初速度大小。點得到的初速度大小。(3)油滴在第一象限運動的時間和離開第一象限處的坐標。油滴在第一象限運動的時間和離開第一象限處的坐標。審題指導審題指導解答本題應注意以下三點：解答本題應注意以下三點：(1)受力平衡，合外力為零；受力平衡，合外力為零；(2)進入第一象限時受力情況、運動情況；進入第一象限時受力情況、運動情況；(3)畫出油滴的運動軌跡。畫出油滴的運動軌跡。拓展訓練拓展訓練2.如圖如圖8310所示，勻強電場場強所示，勻強電場場強 E4 V/m，方向水平向左，勻強磁，方向水平向左

9、，勻強磁 場的磁感應強度場的磁感應強度B2 T，方向垂直，方向垂直 紙面向里，質量紙面向里，質量m1 kg的帶正電小的帶正電小 物體物體A，從，從M點沿絕緣粗糙的豎直墻點沿絕緣粗糙的豎直墻 圖圖8310 壁無初速度下滑，它滑行壁無初速度下滑，它滑行h0.8 m到到N點時脫離墻壁做點時脫離墻壁做 曲線運動，在通過曲線運動，在通過P點瞬時點瞬時A受力平衡，此時其速度與受力平衡，此時其速度與水平方向成水平方向成45 角，且角，且P點與點與M點的高度差為點的高度差為H1.6 m，g取取10 m/s2。試求：。試求：(1)A沿墻壁下滑時，克服摩擦力做的功沿墻壁下滑時，克服摩擦力做的功Wf是多少？是多少？

10、(2)P點與點與M點的水平距離點的水平距離s是多少？是多少？答案：答案：(1)6 J(2)0.6 m1(2012合肥模擬合肥模擬)如圖如圖8311為為 一一“濾速器濾速器”裝置的示意圖，裝置的示意圖，a、b 為水平放置的平行金屬板，一束為水平放置的平行金屬板，一束 具有各種不同速率的電子沿水平具有各種不同速率的電子沿水平 圖圖8311 方向經小孔方向經小孔O進入進入a、b兩板之間。為了選取具有某種特兩板之間。為了選取具有某種特 定速率的電子，可在定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面間加上電壓，并沿垂直于紙面 的方向加一勻強磁場，使所選電子仍能沿水平直線的方向加一勻強磁場，使所選電

11、子仍能沿水平直線OO 運動，由運動，由O射出。不計重力作用?？赡苓_到上述目的的射出。不計重力作用。可能達到上述目的的辦法是辦法是 ()使使a板電勢高于板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里板，磁場方向垂直紙面向里使使a板電勢低于板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里板，磁場方向垂直紙面向里使使a板電勢高于板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外板，磁場方向垂直紙面向外使使a板電勢低于板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外板，磁場方向垂直紙面向外A.B.C.D.解析：解析：電子能沿水平直線運動，則電子所受的電場力與洛電子能沿水平直線運動，則電子所受的電場力與洛倫茲力大小相等方向相反，當倫茲力大小相等方向相

12、反，當a板電勢高于板電勢高于b板時，根據(jù)左板時，根據(jù)左手定則判斷，磁場方向應垂直紙面向里，所以手定則判斷，磁場方向應垂直紙面向里，所以正確正確錯錯誤；當誤；當a板電勢低于板電勢低于b板時，根據(jù)左手定則判斷，磁場方向板時，根據(jù)左手定則判斷，磁場方向應垂直紙面向外，所以應垂直紙面向外，所以正確正確錯誤。錯誤。答案：答案：C2.(2012佛山模擬佛山模擬)如圖如圖8312所示，所示， 某一真空室內充滿豎直向下的勻強某一真空室內充滿豎直向下的勻強 電場電場E，在豎直平面內建立坐標系，在豎直平面內建立坐標系 xOy，在，在y0的空間內，的空間內， 圖圖8312 將一質量為將一質量為m的帶電液滴的帶電液滴

13、(可視為質點可視為質點)自由釋放，此液自由釋放，此液 滴則沿滴則沿y軸的負方向，以加速度軸的負方向，以加速度a2g(g為重力加速度為重力加速度)做勻加速直線運動，當液滴運動到坐標原點時，被安置做勻加速直線運動，當液滴運動到坐標原點時，被安置在原點的一個裝置瞬間改變了帶電性質在原點的一個裝置瞬間改變了帶電性質(液滴所帶電荷量液滴所帶電荷量和質量均不變和質量均不變)，隨后液滴進入，隨后液滴進入y0的空間運動。液滴在的空間運動。液滴在y0的空間內以加速度的空間內以加速度a2g做勻加速做勻加速直線運動，可知液滴帶正電，且電場力等于重力，當液直線運動，可知液滴帶正電，且電場力等于重力，當液滴運動到坐標原

14、點時變?yōu)樨撾姾桑旱芜M入滴運動到坐標原點時變?yōu)樨撾姾?，液滴進入y 0的空間內的空間內運動，電場力等于重力，液滴做勻速圓周運動，重力勢運動，電場力等于重力，液滴做勻速圓周運動，重力勢能先減小后增大，電場力先做負功后做正功，電勢能先能先減小后增大，電場力先做負功后做正功，電勢能先增大后減小，動能保持不變，故選增大后減小，動能保持不變，故選D。答案：答案：D3(2012大同聯(lián)考大同聯(lián)考)如圖如圖8313所示，所示， 寬度為寬度為l0.8 m的某一區(qū)域存在相互的某一區(qū)域存在相互 垂直的勻強電場垂直的勻強電場E與勻強磁場與勻強磁場B，其大，其大 小小E2108 N/C，B10 T。一帶正電。一帶正電 圖

15、圖8313 荷的粒子以某一初速度由荷的粒子以某一初速度由M點垂直電場和磁場方向射入，點垂直電場和磁場方向射入， 沿直線運動，從沿直線運動，從N點離開；若只撤去磁場，則粒子從點離開；若只撤去磁場，則粒子從P 點射出且速度方向發(fā)生了點射出且速度方向發(fā)生了45的偏轉，求粒子的比荷的偏轉，求粒子的比荷 (不計粒子的重力不計粒子的重力)。答案：答案：2.5106 C/kg4(2011安徽高考安徽高考)如圖如圖8314所示，所示， 在以坐標原點在以坐標原點O為圓心、半徑為為圓心、半徑為R的的 半圓形區(qū)域內，有相互垂直的勻強電半圓形區(qū)域內，有相互垂直的勻強電 場和勻強磁場，磁感應強度為場和勻強磁場，磁感應強度為B，磁，磁 圖圖8314 場方向垂直于場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子平面向里。一帶正電的粒子(不計重力不計重力)從從O點沿點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經速直線運動，經t0時間從時間從P點射出。點射出。