高考物理一轮复习人教版带电粒子在复合场中的运动名师课件(共47张)

交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子 在圆周运动过程中每次经过 D 形盒缝隙都会被加 速。由 qvB＝mrv2得 Ekm＝q22Bm2r2
速度选 择器
若 qv0B＝Eq，即 v0＝BE，粒子做匀速直线运动
题组训练
123
1．[速度选择器]如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向
解析
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
(3)第三象限内匀强电场的电场强度 E 的大小范围。
解析
方法技巧
带电粒子在组合场中的运动问题的分析方法 (1)求解策略：“各个击破”。
(2)求解这类问题的关键
①抽象思维
形象思维(画轨迹)
②抓住联系两个场的纽带— — 速度。
“场区切换” 运动建模。
考点三 带电粒子在叠加复合场中的运动
1．带电粒子在复合场中运动的分析思路
解析
的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2 点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。 上述d、E0、m、v、g为已知量。 (1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；
(2)求电场变化的周期T；
(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最
小值。
考点四 带电粒子在交变电磁场中的运动
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方法技巧
解决实际问题的一般过程
考点二 带电粒子在组合场中的运动

时速度为
vB
=
100 7
m/s，接着沿直线BC(此处无轨道)
运动到达C处进入半圆轨道，进入时无动能损失，
且刚好到达D点，从D点飞出时磁场消失，不计空
气阻力，g=10m/s2，cos37°=0.8，求：
(1)小球带何种电荷.
(2)小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距 C点的距离.
(3)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功.
微粒做圆周运动时有mg qE0 ②
联立①②得q mg ③ B 2E0 ④
E0
v
2 设微粒从N1运动到Q的时间为t1，做圆周运动的周期为t2，
则d 2
vt1
⑤
v2 qvB m
R
⑥
2 R vt2 ⑦
联立③④⑤⑥⑦得t1
d 2v
，t2
v⑧ g
电场变化的周期T t1 t2
d 2v
v⑨ g
3 若微粒能完成题述的运动过程，要求d 2R ⑩
2.带电粒子在复合场中的匀速圆周运动
(2010巢湖二检)美国物理学家劳伦斯于1932年 发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周 运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电
场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高
能量带电粒子方面前进了一步．图846为一种改进后 的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强
图8-4-4
A.穿出位置一定在O′点下方 B.穿出位置一定在O′点上方 C.运动时，在电场中的电势能一定减小 D.在电场中运动时，动能一定减小
a粒子要在电场、磁场的复合场区内 做直线运动，则该粒子一定做匀速直线运 动，故对粒子a有： Bqv=Eq，
即只要满足E=Bv无论粒子带正电还是负 电，粒子都可以沿直线穿出复合场区，当 撤去磁场只保留电场时，粒子b由于电性 不确定，故无法判断从O′点的上方或下方 穿出，故AB错误；粒子b在穿过电场区的 过程中必然受到电场力的作用而做类平抛 的运动，电场力做正功，其电势能减小， 动能增大，故C项正确D项错误.

|明考向| 考向一 带电粒子在有约束情况下的运动 【例 1】 (多选)如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有 一竖直足够长固定绝缘杆 MN，小球 P 套在杆上，已知 P 的质量为 m，电荷量为＋q， 电场强度为 E，磁感应强度为 B，P 与杆间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g.小球 由静止开始下滑直到稳定的过程中( )
3. (多选)(2018 届河南洛阳高三第一次统考)为了测量某化工厂的污水排放量，技 术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，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，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为 B 的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板 M、N 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(单位时间内流出的污水体积)，下列说法中正确的是( )
A．球 a 所需时间较长 C．在 K 处球 a 速度较大
B．球 b 机械能损失较多 D．在 K 处球 b 对轨道压力较大
解析：选 BC 洛伦兹力不做功，球 a 的运动过程只有重力做正功，球 b 除重力 做正功外还有电场力做负功，所以二者下降到同一高度时，va>vb，滑到最低点过程 二者通过的路程相等，而在任意相同的位置都是 va>vb 所以球 a 所需时间较短，选项 A 错，C 对；球 a 机械能守恒，球 b 机械能减少，选项 B 对；在 K 处，对球 a：qvB ＋FN－mg＝mRva2，对球 b：FN′－mg＝mRvb2，整理得 FN＝mg＋mRva2－qvB，FN′＝ mg＋mRvb2，由于无法判断速度的定量关系，所以无法判断支持力大小，故对轨道压 力大小无法判断，选项 D 错．
[答案] CD

d 路欧姆定律,电路中的电流为 I= E = Bdv ,那么用电器 R 的电压即 a,b 板间
Rr Rr 电压 U=IR= R Bvd,故 C 错误,D 正确.
Rr
[跟踪训练2] (2019·山东菏泽期末)霍尔元件磁传感器,是实际生活中的 重要元件之一,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图为一长度一定的 霍尔元件,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示从E到F 方向的电流I,其中元件中的载流子(相当于移动电荷)是带负电的电荷, 下列说法中正确的是( D )
Bb B 与 b 无关,故 D 错.
规律方法
1.速度选择器 如图所示,D1 和 D2 是两个平行金属板,分别连在电源的两极上,其间形成电场强 度为 E 的电场,同时加有垂直于电场方向的磁场,磁感应强度为 B.S1,S2 为两个 小孔,且 S1 与 S2 连线方向与金属板平行.从 S1 飞入的速度与电场或磁场垂直的
[跟踪训练3] (2019·贵州思南中学高二期末)如图所示,相距为R的两块平 行金属板M,N正对着放置,S1,S2分别为M,N板上的小孔,S1,S2,O三点共线, 它们的连线垂直M,N,且S2O=R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁 感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场.D为收集板,板上各点到O 点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M,N板.质量 为m、带电荷量为+q的粒子,经S1进入M,N间的电场后,通过S2进入磁场.粒 子在S1处的速度和粒子所受的重力均不计.
.
3 3 π m
答案:(3)
3qB
3qB
类型三 带电粒子在叠加场中的运动
[例3] (2019·甘肃兰州期末)如图所示,匀强电场的场强E=4 V/m,方向 水平向左,匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向垂直于纸面向里.一个质 量m=1 g、带正电的小物体A从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑,当 它滑行h=0.8 m到N点时离开壁做曲线运动,运动到P点时恰好处于平衡 状态,此时速度方向与水平方向成45°角,设P与M的高度差H=1.6 m.求: