创新设计2017届高考物理二轮复习江苏专用课件版训练专题一力与运动第4讲

1、聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题第第4讲力与物体的曲线运动讲力与物体的曲线运动(二二)电场、磁场中的曲线运动电场、磁场中的曲线运动聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题1.(多选多选)(2015江苏单科，江苏单科，7)如图如图1所示，一带正电的小球向右水平所示，一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左。不计空气阻抛入范围足够大的匀强电场，电场方向水平向左。不计空气阻力，则小球力，则小球()图图1A.做直线运动做直线运动 B.做曲线运动做曲线运动C.速率先减小后增大速率先减小后增大 D.速率先增大后

2、减小速率先增大后减小聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题解析解析对小球受力分析，小球受重力、电场力作用，合外力的对小球受力分析，小球受重力、电场力作用，合外力的方向与初速度的方向不在同一条直线上，故小球做曲线运动，方向与初速度的方向不在同一条直线上，故小球做曲线运动，故故A错误，错误，B正确；在运动的过程中合外力方向与速度方向间的正确；在运动的过程中合外力方向与速度方向间的夹角先为钝角后为锐角，故合外力对小球先做负功后做正功，夹角先为钝角后为锐角，故合外力对小球先做负功后做正功，所以速率先减小后增大，选项所以速率先减小后增大，选项C正确，正确，D错误。错误。

3、答案答案BC聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题2.(2014江苏单科，江苏单科，14)某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图原理如图2所示。装置的长为所示。装置的长为L，上下两个相同的矩形区域内存，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为在匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反，、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为两磁场的间距为d。装置右端有一收集板，。装置右端有一收集板，M、N、P为板上的为板上的三点，三点，M位于轴线位于轴线OO上，上，N、P分别位于下方磁场的上、下边分别位于下方

4、磁场的上、下边界上。在纸面内，质量为界上。在纸面内，质量为m、电荷量为、电荷量为q的粒子以某一速度的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成从装置左端的中点射入，方向与轴线成30角，经过上方的磁角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达场区域一次，恰好到达P点。改变粒子入射速度的大小，可以点。改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题图图2(1) 求磁场区域的宽度求磁场区域的宽度h；(2)欲使粒子到达收集板的位置从欲使粒子到达收集板的位置从P点移到

5、点移到N点，求粒子入射速度点，求粒子入射速度的最小变化量的最小变化量v；(3)欲使粒子到达欲使粒子到达M点，求粒子入射速度大小的可能值。点，求粒子入射速度大小的可能值。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题解析解析(1)设粒子在磁场中的轨道半径为设粒子在磁场中的轨道半径为r，画出带电粒子的运动，画出带电粒子的运动轨迹如图所示。轨迹如图所示。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题考考 情情 分分 析析201420152016带电粒子在磁带电粒子在磁场中的运动

6、场中的运动T14：带电粒：带电粒子在磁场中的子在磁场中的运动运动T7：带电体在电场中的：带电体在电场中的运动运动T15：带电粒子在复合场：带电粒子在复合场中的运动中的运动T15：带电粒：带电粒子在复合场子在复合场中运动中运动带电粒子带电粒子(或带电体或带电体)在电磁场中的运动是高考热点之一。考查的在电磁场中的运动是高考热点之一。考查的知识点有：知识点有：(1)利用平抛运动规律解决电场中的类平抛运动。利用平抛运动规律解决电场中的类平抛运动。(2)运动的合成与分解的思想在电磁场中的应用。运动的合成与分解的思想在电磁场中的应用。(3)利用圆周运动规律解决带电粒子在磁场中的运动问题利用圆周运动规律解决

7、带电粒子在磁场中的运动问题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题带电粒子在匀强电场中的偏转问题带电粒子在匀强电场中的偏转问题规规 律律 方方 法法聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题1.(多选多选)如图如图3所示，带电荷量之比为所示，带电荷量之比为qAqB13的带电粒子的带电粒子A、B以相等的速度以相等的速度v0从从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中射入平行板电容器中,分别打在分别打在C、D点，若点

8、，若OCCD，忽略粒子重力的影响，则，忽略粒子重力的影响，则()精精 典典 题题 组组图图3A.A和和B在电场中运动的时间之比为在电场中运动的时间之比为12B.A和和B运动的加速度大小之比为运动的加速度大小之比为41C.A和和B的质量之比为的质量之比为112D.A和和B的位移大小之比为的位移大小之比为11聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题答案答案ABC聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题2.如图如图4所示为利用静电除烟尘的通道示意图，前、后两面为绝缘所示为利用静电除烟尘的通道示意图，前、后两面为绝缘板，上、下两面为分别与

9、高压电源的负极和正极相连的金属板，板，上、下两面为分别与高压电源的负极和正极相连的金属板，在上、下两面间产生的电场可视为匀强电场，通道长在上、下两面间产生的电场可视为匀强电场，通道长L1 m，进烟尘口的截面为边长进烟尘口的截面为边长d0.5 m的正方形，分布均匀的带负电的正方形，分布均匀的带负电烟尘颗粒均以水平速度烟尘颗粒均以水平速度v02 m/s连续进入通道，碰到下金属板连续进入通道，碰到下金属板后其所带电荷会被中和并被收集，但不影响电场分布。已知每后其所带电荷会被中和并被收集，但不影响电场分布。已知每立方米体积内颗粒数立方米体积内颗粒数n11013 个，每个烟尘颗粒带电荷量为个，每个烟尘颗

10、粒带电荷量为q1.01017 C，质量为，质量为m2.01015 kg，忽略颗粒的重力、，忽略颗粒的重力、颗粒之间的相互作用力和空气阻力。颗粒之间的相互作用力和空气阻力。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题图图4(1)高压电源电压高压电源电压U0300 V时，求被除去的烟尘颗粒数与总进入时，求被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值；烟尘颗粒数的比值；(2)若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求高压电源电压若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求高压电源电压U1；(3)装置在装置在(2)中电压中电压U1作用下稳定工作时，作用下稳定工作时，1 s内进入的烟尘颗粒内进入的烟尘颗

11、粒从刚进入通道到被全部除去的过程中，求电场对这些烟尘颗粒所从刚进入通道到被全部除去的过程中，求电场对这些烟尘颗粒所做的总功。做的总功。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题图图5聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破

12、热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题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规规 律律 方方 法法3.圆心的确定圆心的确定(几何方法几何方法)(1)两点速度的垂线的交点；两点速度的垂线的交点；(2)某点速度的垂线与弦的中垂线的交点。某点速度的垂线与弦的中垂线的交点。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题4.记住下列图形中轨迹的结论记住下列图形中轨迹的结论聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考

13、向指导满分答题指导满分答题5.一般解题思路一般解题思路聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题1.(多选多选)(2016淮安淮安5月模考月模考)如图如图6所示，在直径为所示，在直径为d的圆形区域内的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B1，一个带电粒，一个带电粒子以速率子以速率v从从A点沿与直径点沿与直径AC成成30角的方向射入磁场，经时间角的方向射入磁场，经时间t1从从C点射出磁场，现调整磁场的磁感应强度大小为点射出磁场，现调整磁场的磁感应强度大小为B2，让同一，让同一粒子沿与直径粒子沿与直径AC成成60角

14、的方向仍以速率角的方向仍以速率v射入磁场，经时间射入磁场，经时间t2仍从仍从C点射出磁场，则下列说法中正确的是点射出磁场，则下列说法中正确的是()精精 典典 题题 组组聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题图图6聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题答案答案BD聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题2.(2016四川理综，四川理综，4)如图如图7所示，正六边形所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从带正电的粒子从f点沿点沿fd方向

15、射入磁场区域，方向射入磁场区域，当速度大小为当速度大小为vb时，从时，从b点离开磁场，在磁点离开磁场，在磁场中运动的时间为场中运动的时间为tb，当速度大小为，当速度大小为vc时，时，从从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力。则不计粒子重力。则()图图7A.vbvc12，tbtc21 B.vbvc22，tbtc12C.vbvc21，tbtc21 D.vbvc12，tbtc12聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题答案答案A聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题3.(多选多选)如图如

16、图8所示，在区域所示，在区域和区域和区域内分别存在与纸面垂直但内分别存在与纸面垂直但方向相反的匀强磁场，区域方向相反的匀强磁场，区域内磁感应强度是区域内磁感应强度是区域内磁感应内磁感应强度的强度的2倍，一带电粒子在区域倍，一带电粒子在区域左侧边界处以垂直边界的速度左侧边界处以垂直边界的速度进入区域进入区域，发现粒子离开区域，发现粒子离开区域时速度方向改变了时速度方向改变了30，然，然后进入区域后进入区域，测得粒子在区域，测得粒子在区域内的运动时间与区域内的运动时间与区域内的内的运动时间相等，则下列说法正确的是运动时间相等，则下列说法正确的是()图图8聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点

17、考向指导满分答题指导满分答题A.粒子在区域粒子在区域和区域和区域中的速率之比为中的速率之比为11B.粒子在区域粒子在区域和区域和区域中的角速度之比为中的角速度之比为21C.粒子在区域粒子在区域和区域和区域中的圆心角之比为中的圆心角之比为12D.区域区域和区域和区域中的宽度之比为中的宽度之比为11聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题答案答案ACD聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题高频考点四带电粒子在有界磁场中的临界极值问题高频考点四带电粒子在有界磁场中

18、的临界极值问题满分策略满分策略1.处理带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的技巧处理带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的技巧(1)从关键词语找突破口：审题时一定要抓住题干中的关键字眼，从关键词语找突破口：审题时一定要抓住题干中的关键字眼，如如“恰好恰好”、“最大最大”、“最高最高”、“至少至少”等词语，挖掘其等词语，挖掘其隐含的信息。隐含的信息。(2)数学方法与物理方法相结合：借助半径数学方法与物理方法相结合：借助半径R和速度大小和速度大小v(或磁或磁感应强度大小感应强度大小B)之间的关系进行动态轨迹分析，确定轨迹圆和之间的关系进行动态轨迹分析，确定轨迹圆和有界磁场边界之间的关系，找出临界点，然

19、后利用数学方法求有界磁场边界之间的关系，找出临界点，然后利用数学方法求极值。极值。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题2.磁场区域最小面积的求解方法磁场区域最小面积的求解方法在粒子运动过程分析在粒子运动过程分析(正确画出运动轨迹示意图正确画出运动轨迹示意图)的基础的基础上借助几何关系先确定最小区域示意图，再利用几何关上借助几何关系先确定最小区域示意图，再利用几何关系求有界磁场区域的最小面积。系求有界磁场区域的最小面积。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题满分示例满分示例(20分分)(2016南京市二模南京市二模)如图如图9

20、所示，所示，O为三个半圆的共同为三个半圆的共同圆心，半圆圆心，半圆和和间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度强度B11.0 T，和和间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小未知，半圆感应强度大小未知，半圆的半径的半径R10.5 m，半圆，半圆的半的半径径R31.5 m。一比荷为。一比荷为4.0107 C/kg的带正电粒子从的带正电粒子从O点点沿与水平方向成沿与水平方向成30角的半径角的半径OC方向以速率方向以速率v1.5107 m/s垂直射入磁场垂直射入磁场B1中，恰好能穿过半圆中，恰好能穿过半圆的边界的边界而进入而进入、间的磁

21、场中，粒子再也不能穿出磁场，不计间的磁场中，粒子再也不能穿出磁场，不计粒子重力，粒子重力，sin 530.8，cos 530.6。求：。求：聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题图图9(1)半圆半圆的半径的半径R2；(2)粒子在半圆粒子在半圆、间的磁场中的运行时间间的磁场中的运行时间t；(3)半圆半圆、间磁场的磁感应强度间磁场的磁感应强度B2应满足的条件。应满足的条件。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指

22、导满分答题指导满分答题满分模板满分模板聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题答案答案(1)1.0 m(2)5.54108 s(3)B21.5 T聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题【技巧点拨】体会并熟记下面三个结论【技巧点拨】体会并熟记下面三个结论(1)刚好穿出磁场边界的临界状态是带电粒子在磁场中运动刚好穿出磁场边界的临界状态是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切，如本题中粒子进入半圆的轨迹与边界相切，如本题中粒子进入半圆、间的磁间的磁场中的速度方向沿半

23、圆场中的速度方向沿半圆的切线方向。的切线方向。(2)当速率当速率v一定时，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在一定时，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。有界磁场中运动的时间越长。(3)当速率当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等。心，根据几何关系求出半径及圆心角等。聚焦高考真题聚焦高考真题突破热点考向突破热点考向指导满分答题指导满分答题满分体验满分体验(20分分)如图如图10所示，在无限长的竖直边界所示，在无限长的竖直边界AC和和DE间，上、间