广东省惠州市惠东县惠东中学2018届高三物理第一轮复习第九章磁场带电体在复合场中的运动ppt课件

1、第九章磁场第九章磁场第第3课带电体在复合场中的运动第一课时课带电体在复合场中的运动第一课时【考纲要求】【考纲要求】1带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动 2质谱仪和盘旋加速器质谱仪和盘旋加速器 【考点解读】【考点解读】 带电粒子在复合场中的运动为高考必考带电粒子在复合场中的运动为高考必考知识点，近三年全国一卷都在选择题调查，但不排除知识点，近三年全国一卷都在选择题调查，但不排除在计算题出题的能够。在计算题出题的能够。20152016201714题匀强磁场题匀强磁场（单选）（单选）15题匀强电场题匀强电场（单选）（单选）15题复合场题复合场（单选）（单选）16题复合场题复合场（单

2、选）（单选）【2021新课标新课标卷】如图，空间某区域存在匀强电卷】如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上与纸面平行场和匀强磁场，电场方向竖直向上与纸面平行，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。知在。知在该区域内，该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内在纸面内向右做匀速直线运动，向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运在纸面内向左做匀速直线运动。以下选项正确的选项是动。以下选项正确的选项是 abcmmmbacmmmacbm

3、mmcbammmA.B.C.D.带电粒子在叠加场中的运动带电粒子在叠加场中的运动. .【2021全国新课标全国新课标卷】现代质谱仪可用来分析比质子重卷】现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其表示图如下图，其中加速电压恒定。质很多倍的离子，其表示图如下图，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开场被加速电场加速，经匀强磁场偏转子在入口处从静止开场被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口分开磁场。假设某种一价正离子在入口处从静止后从出口分开磁场。假设某种一价正离子在入口处从静止开场被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从开场被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口分开磁场，需

4、将磁感应强度添加到原来的同一出口分开磁场，需将磁感应强度添加到原来的12倍。倍。此离子和质子的质量比约为此离子和质子的质量比约为( ) A11 B12 C121 D144 带电粒子在组合场中的运动带电粒子在组合场中的运动. .电电 磁磁重力重力 2、三种场力的特点比较、三种场力的特点比较(1)重力的大小为重力的大小为 ，方向，方向 ，重力做功与，重力做功与 无关，无关，其数值与其数值与 有关有关(2)电场力的大小电场力的大小 ，方向，方向 ，电场力，电场力做功与做功与 无关，其数值与无关，其数值与 有关有关(3)洛伦兹力大小为洛伦兹力大小为 ，方向垂直于，方向垂直于v和和B所决议的平面，无论所

5、决议的平面，无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都带电粒子做什么运动，洛伦兹力都 mg 竖直向下竖直向下 途径途径 质量和初、末位置高度差质量和初、末位置高度差 qE 与与E及带电粒子电性有关及带电粒子电性有关 途径途径 电量和初、末位置的电势差电量和初、末位置的电势差 qvB 不做功不做功 【自主梳理】【自主梳理】1复合场的分类复合场的分类(1)叠加场：叠加场： 场、场、 场、场、 场共存，或其中两场共存场共存，或其中两场共存(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或电组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或电场、磁场交替出现场、磁场交替出现一、复合场一、复合场二、复合场

6、中粒子重力能否思索的三种情况二、复合场中粒子重力能否思索的三种情况 (1) (1)微观粒子，如电子、质子、离子等，其重力微观粒子，如电子、质子、离子等，其重力 远大于、远小于电场力或磁场力，可以忽略。远大于、远小于电场力或磁场力，可以忽略。 2 2对于一些实践物体，如带电小球、液滴、金属块等，重对于一些实践物体，如带电小球、液滴、金属块等，重力普通力普通 可以、不可以忽略可以、不可以忽略 (3) (3)不能直接判别能否要思索重力的，在进展受力分析与运不能直接判别能否要思索重力的，在进展受力分析与运动分析时，要结合运动形状确定能否要思索重力动分析时，要结合运动形状确定能否要思索重力远小于远小于不

7、可以不可以三三. .“电偏转和电偏转和“磁偏转的比较磁偏转的比较电偏转电偏转磁偏转磁偏转偏转条件偏转条件带电粒子带电粒子 进入匀强电场，进入匀强电场， 带电粒子带电粒子 进入匀强磁场，进入匀强磁场， 受力情况受力情况只受只受 力，力，f= ， 其大小其大小 ，方向，方向 。运动情况运动情况 运动运动 运动运动轨迹轨迹抛物线抛物线圆弧圆弧求解方法求解方法 平抛运动规律、运动的合成平抛运动规律、运动的合成分解、牛顿第二定律分解、牛顿第二定律圆周运动规律、几何知识圆周运动规律、几何知识垂直垂直垂直垂直只受只受 力，力，F= . 其大小和方向其大小和方向 。电场电场qE 恒定恒定 洛伦兹洛伦兹 qvB

8、 恒定恒定 变化变化 类平抛类平抛 匀速圆周匀速圆周 电偏转电偏转磁偏转磁偏转图示图示公式公式qvB=mv2/rBC考点一：带电粒子在叠加场中的直线运动考点一：带电粒子在叠加场中的直线运动【要点总结】【要点总结】 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将做匀速直线当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将做匀速直线运动或处于静止形状，当合外力恒定且方向与初速度在同不断运动或处于静止形状，当合外力恒定且方向与初速度在同不断线时做匀变速直线运动，常见情况有：线时做匀变速直线运动，常见情况有：(1)(1)洛伦兹力为零洛伦兹力为零( (即即v v与与B B平行平行) )时，重力与电场力平衡，做匀时，重力

9、与电场力平衡，做匀速直线运动，或重力与电场力的合力恒定，做匀变速运动速直线运动，或重力与电场力的合力恒定，做匀变速运动(2)(2)洛伦兹力与速度洛伦兹力与速度v v垂直，且与重力和电场力的合力为垂直，且与重力和电场力的合力为0 0，带，带电粒子做匀速直线运动电粒子做匀速直线运动(3)(3)不计重力，洛伦兹力与电场力合力为不计重力，洛伦兹力与电场力合力为0 0，粒子做匀速直线运，粒子做匀速直线运动。动。 针对训练针对训练1、如下图，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场、如下图，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为，磁感应强度为B，一质子

10、沿极板方，一质子沿极板方向以速度向以速度v从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过。不计质子从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过。不计质子重力，以下说法正确的选项是重力，以下说法正确的选项是 A假设质子以小于假设质子以小于v的速度沿极板方向从左端射入，将向上偏的速度沿极板方向从左端射入，将向上偏转转B假设质子以速度假设质子以速度2v沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过过C假设电子以速度假设电子以速度v沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过D假设电子以速度假设电子以速度v沿极板方向从右端射入，它将沿直线穿过沿极板方向从右端射入，它将

11、沿直线穿过C3 3不计重力，洛伦兹力与电不计重力，洛伦兹力与电场力合力为场力合力为0 0，粒子做匀速直线，粒子做匀速直线运动。运动。【要点归纳】粒子速度选择器【要点归纳】粒子速度选择器 粒子速度选择器由两块平行金属板构成，板间粒子速度选择器由两块平行金属板构成，板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，各种速率的带有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，各种速率的带电粒子进入板间，遭到洛仑兹力作用和电场力的作电粒子进入板间，遭到洛仑兹力作用和电场力的作用，假设两力不平衡，它将偏转到极板处，假设两用，假设两力不平衡，它将偏转到极板处，假设两力到达平衡力到达平衡qvB=Eq,带电粒子将以进入速度带电粒子将以进入

12、速度v= 作匀速直线运动，所以只需一种速度的粒子才干经作匀速直线运动，所以只需一种速度的粒子才干经过出口处的狭缝飞出这一选择器。过出口处的狭缝飞出这一选择器。E/B例例2、质量为、质量为m的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中做的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道平面在竖直平面内，电场方向竖直向下，匀速圆周运动，轨道平面在竖直平面内，电场方向竖直向下，磁场方向垂直圆周所在平面向里，如下图，由此可知磁场方向垂直圆周所在平面向里，如下图，由此可知()A小球带正电，沿顺时针方向运动小球带正电，沿顺时针方向运动B小球带负电，沿顺时针方向运动小球带负电，沿顺时针方向运动C小球带正电

13、，沿逆时针方向运动小球带正电，沿逆时针方向运动D小球带负电，沿逆时针方向运动小球带负电，沿逆时针方向运动B考点二：带电粒子在叠加场中的匀速圆周运动考点二：带电粒子在叠加场中的匀速圆周运动【要点归纳】当带电粒子所受合外力充任向心力时，带电粒子【要点归纳】当带电粒子所受合外力充任向心力时，带电粒子做匀速圆周运动，由于重力和电场力为恒力，不能充任向心力，做匀速圆周运动，由于重力和电场力为恒力，不能充任向心力，所以普通情况下是重力恰好与电场力相平衡，洛伦兹力充任向所以普通情况下是重力恰好与电场力相平衡，洛伦兹力充任向心力，有心力，有 。qvB=mv2/r 针对训练2：如下图，一个质量为m、电量为e的电

14、子围绕着一个质子以速度v做顺时针方向的匀速圆周运动，圆周半径为r；忽然这个电子的速度增大到2v，为了使其仍坚持做半径为r的顺时针方向的匀速圆周运动，以下措施中正确的选项是()C【2021新课标新课标卷】如图，空间某区域存在匀强电卷】如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上与纸面平行场和匀强磁场，电场方向竖直向上与纸面平行，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。知在。知在该区域内，该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内在纸面内向右做匀

15、速直线运动，向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运在纸面内向左做匀速直线运动。以下选项正确的选项是动。以下选项正确的选项是 abcmmmbacmmmacbmmmcbammmA.B.C.D.B【课堂练习】【课堂练习】1、如下图，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，、如下图，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向程度向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电电场方向程度向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电粒子由粒子由a点进入电磁场并刚好能沿点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动直线向上运动以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是()A粒子一定带负电粒子一定带负电 B粒子动能一定减少粒子动能一定减少C粒子电势能一定添加粒子电势能一定添加 D粒子机械能一定添加粒子机械能一定添加 AD2、有一混合正离子束先后经过正交电磁场区域、有一混合正离子束先后经过正交电磁场区域和匀强磁场区域和匀强磁场区域，假设这束正离子束在，假设这束正离子束在区域区域中不偏转，进入区域中不偏转，进入区域后偏转半径后偏转半径R一一样，那