高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章第3單元帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件 新人教版（安徽 北京專版）

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1、2三種場(chǎng)的比較三種場(chǎng)的比較應(yīng)用升級(jí)應(yīng)用升級(jí)1.地球大氣層外部有一層復(fù)雜的電離地球大氣層外部有一層復(fù)雜的電離 層，既分布有地磁場(chǎng)，也分布有電層，既分布有地磁場(chǎng)，也分布有電 場(chǎng)。假設(shè)某時(shí)刻在該空間中有一小場(chǎng)。假設(shè)某時(shí)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(chǎng)和所示的電場(chǎng)和 圖圖831 磁場(chǎng)；電場(chǎng)的方向在紙面內(nèi)斜向左下方，磁場(chǎng)的方向磁場(chǎng)；電場(chǎng)的方向在紙面內(nèi)斜向左下方，磁場(chǎng)的方向 垂直紙面向里。此時(shí)一帶電宇宙粒子恰以速度垂直紙面向里。此時(shí)一帶電宇宙粒子恰以速度v垂直垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)射入該區(qū)域，不計(jì)重力作用，則在該區(qū)域于電場(chǎng)和磁場(chǎng)射入該區(qū)域，不計(jì)重力作用，則在該區(qū)域中，有關(guān)該帶電粒子的

2、運(yùn)動(dòng)情況不可能的是中，有關(guān)該帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況不可能的是 ()A仍做直線運(yùn)動(dòng)仍做直線運(yùn)動(dòng) B立即向左下方偏轉(zhuǎn)立即向左下方偏轉(zhuǎn)C立即向右上方偏轉(zhuǎn)立即向右上方偏轉(zhuǎn) D可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：解析：比較比較Eq與與Bqv，因二者開始時(shí)方向相反，當(dāng)二者相，因二者開始時(shí)方向相反，當(dāng)二者相等時(shí)，等時(shí)，A正確；當(dāng)正確；當(dāng)EqBqv時(shí)，向電場(chǎng)力方向偏，當(dāng)時(shí)，向電場(chǎng)力方向偏，當(dāng)EqBqv時(shí)，向洛倫茲力方向偏，時(shí)，向洛倫茲力方向偏，B、C正確，有電場(chǎng)力存在，正確，有電場(chǎng)力存在，粒子不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)錯(cuò)答案：答案：D 應(yīng)用升級(jí)應(yīng)用升級(jí) 2.為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放

3、量，技為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技 術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了術(shù)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(jì)。該裝所示的流量計(jì)。該裝 置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、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(yīng)強(qiáng)度大小為加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)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(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)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(shí)間內(nèi)排出的污水體積單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說(shuō)法中，下列說(shuō)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(shì)高若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高B若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)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(wú)關(guān)無(wú)關(guān)答案：答案：D知識(shí)檢索知識(shí)檢索“電偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)”和和“磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)”的比較的比較磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)受力受力特征特征v垂直于垂直于B時(shí)，時(shí)，F(xiàn)BqvBv不垂直于不垂

5、直于B時(shí)，時(shí)，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(wú)論無(wú)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(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)動(dòng)能變化動(dòng)能變化動(dòng)能不變動(dòng)能不變動(dòng)能發(fā)生變化動(dòng)能發(fā)生變化典題例析典題例析例例1在平面直角坐標(biāo)系在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第中，第象限存在沿象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量。一質(zhì)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(diǎn)以速度點(diǎn)以速度v0垂直于垂直于y軸射入軸

6、射入 圖圖837電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的軸上的N點(diǎn)與點(diǎn)與x軸正方向成軸正方向成60角射入磁場(chǎng)，角射入磁場(chǎng)，最后從最后從y軸負(fù)半軸上的軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖軸射出磁場(chǎng)，如圖837所示。不計(jì)粒子重力，求：所示。不計(jì)粒子重力，求：(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間點(diǎn)的總時(shí)間t。思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥根據(jù)粒子在不同區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力根據(jù)粒子在不同區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)畫出軌跡，分別利用類平拋和圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法特點(diǎn)畫出軌跡，分別利用類平拋和圓周運(yùn)動(dòng)的分

7、析方法列方程求解。列方程求解。(1)電子經(jīng)過電子經(jīng)過x軸負(fù)半軸的坐標(biāo)和此時(shí)速度方向與軸負(fù)半軸的坐標(biāo)和此時(shí)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(jīng)過電子再次經(jīng)過y軸負(fù)半軸的坐標(biāo)。軸負(fù)半軸的坐標(biāo)。知識(shí)檢索知識(shí)檢索 分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解題的思路主要分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解題的思路主要有兩條線索：有兩條線索：(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。根據(jù)帶電粒子所受的力，運(yùn)用牛頓力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。根據(jù)帶電粒子所受的力，運(yùn)用牛頓 第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。(2)功能關(guān)系。根據(jù)場(chǎng)力及其他外力對(duì)帶電粒子做功引起功能關(guān)系。根據(jù)場(chǎng)力及其他外力對(duì)帶電粒子做功引起

8、 的能量變化或全過程中的功能關(guān)系解決問題。的能量變化或全過程中的功能關(guān)系解決問題。(2)油滴在油滴在P點(diǎn)得到的初速度大小。點(diǎn)得到的初速度大小。(3)油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和離開第一象限處的坐標(biāo)。油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和離開第一象限處的坐標(biāo)。審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)受力平衡，合外力為零；受力平衡，合外力為零；(2)進(jìn)入第一象限時(shí)受力情況、運(yùn)動(dòng)情況；進(jìn)入第一象限時(shí)受力情況、運(yùn)動(dòng)情況；(3)畫出油滴的運(yùn)動(dòng)軌跡。畫出油滴的運(yùn)動(dòng)軌跡。拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練2.如圖如圖8310所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng) E4 V/m，方向水平向左，勻強(qiáng)磁，方向水平向左

9、，勻強(qiáng)磁 場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T，方向垂直，方向垂直 紙面向里，質(zhì)量紙面向里，質(zhì)量m1 kg的帶正電小的帶正電小 物體物體A，從，從M點(diǎn)沿絕緣粗糙的豎直墻點(diǎn)沿絕緣粗糙的豎直墻 圖圖8310 壁無(wú)初速度下滑，它滑行壁無(wú)初速度下滑，它滑行h0.8 m到到N點(diǎn)時(shí)脫離墻壁做點(diǎn)時(shí)脫離墻壁做 曲線運(yùn)動(dòng)，在通過曲線運(yùn)動(dòng)，在通過P點(diǎn)瞬時(shí)點(diǎn)瞬時(shí)A受力平衡，此時(shí)其速度與受力平衡，此時(shí)其速度與水平方向成水平方向成45 角，且角，且P點(diǎn)與點(diǎn)與M點(diǎn)的高度差為點(diǎn)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(shí)，克服摩擦力做的功沿墻壁下滑時(shí)，克服摩擦力做的功Wf是多少？是多少？

10、(2)P點(diǎn)與點(diǎn)與M點(diǎn)的水平距離點(diǎn)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(jīng)小孔方向經(jīng)小孔O進(jìn)入進(jìn)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(qiáng)磁場(chǎng)，使所選電子仍能沿水平直線的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使所選電

11、子仍能沿水平直線OO 運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)，由O射出。不計(jì)重力作用。可能達(dá)到上述目的的射出。不計(jì)重力作用?？赡苓_(dá)到上述目的的辦法是辦法是 ()使使a板電勢(shì)高于板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里使使a板電勢(shì)低于板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里使使a板電勢(shì)高于板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外使使a板電勢(shì)低于板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外板，磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，則電子所受的電場(chǎng)力與洛電子能沿水平直線運(yùn)動(dòng)，則電子所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等方向相反，當(dāng)倫茲力大小相等方向相

12、反，當(dāng)a板電勢(shì)高于板電勢(shì)高于b板時(shí)，根據(jù)左板時(shí)，根據(jù)左手定則判斷，磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直紙面向里，所以手定則判斷，磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直紙面向里，所以正確正確錯(cuò)錯(cuò)誤；當(dāng)誤；當(dāng)a板電勢(shì)低于板電勢(shì)低于b板時(shí)，根據(jù)左手定則判斷，磁場(chǎng)方向板時(shí)，根據(jù)左手定則判斷，磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直紙面向外，所以應(yīng)垂直紙面向外，所以正確正確錯(cuò)誤。錯(cuò)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(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng) 電場(chǎng)電場(chǎng)E，在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系，在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系 xOy，在，在y0的空間內(nèi)，的空間內(nèi)， 圖圖8312 將一質(zhì)量為將一質(zhì)量為m的帶電液滴的帶電液滴

13、(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))自由釋放，此液自由釋放，此液 滴則沿滴則沿y軸的負(fù)方向，以加速度軸的負(fù)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(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，被安置做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)，被安置在原點(diǎn)的一個(gè)裝置瞬間改變了帶電性質(zhì)在原點(diǎn)的一個(gè)裝置瞬間改變了帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變和質(zhì)量均不變)，隨后液滴進(jìn)入，隨后液滴進(jìn)入y0的空間運(yùn)動(dòng)。液滴在的空間運(yùn)動(dòng)。液滴在y0的空間內(nèi)以加速度的空間內(nèi)以加速度a2g做勻加速做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可知液滴帶正電，且電場(chǎng)力等于重力，當(dāng)液直線運(yùn)動(dòng)，可知液滴帶正電，且電場(chǎng)力等于重力，當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原

14、點(diǎn)時(shí)變?yōu)樨?fù)電荷，液滴進(jìn)入滴運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)變?yōu)樨?fù)電荷，液滴進(jìn)入y 0的空間內(nèi)的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力等于重力，液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力等于重力，液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能先減小后增大，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先能先減小后增大，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，電勢(shì)能先增大后減小，動(dòng)能保持不變，故選增大后減小，動(dòng)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(qiáng)電場(chǎng)垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(diǎn)垂直電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入，點(diǎn)垂直電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入， 沿直線運(yùn)動(dòng)，從沿直線運(yùn)動(dòng)，從N點(diǎn)離開；若只撤去磁場(chǎng)，則粒子從點(diǎn)離開；若只撤去磁場(chǎng)，則粒子從P 點(diǎn)射出且速度方向發(fā)生了點(diǎn)射出且速度方向發(fā)生了45的偏轉(zhuǎn)，求粒子的比荷的偏轉(zhuǎn)，求粒子的比荷 (不計(jì)粒子的重力不計(jì)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(biāo)原點(diǎn)在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為為圓心、半徑為R的的 半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電 場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁，磁 圖圖8314 場(chǎng)方向垂直于場(chǎng)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(jì)重力不計(jì)重力)從從O點(diǎn)沿點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間從時(shí)間從P點(diǎn)射出。點(diǎn)射出。