【创新方案】高考物理二轮复习 专题八 带电粒子在复合场中的运动课件（全国通用）

1.(2012·海南高考)如图8－1所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板，若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？(

)A．粒子速度的大小B．粒子所带的电荷量C．电场强度

D．磁感应强度解析：选粒子能水平通过电极板，则qE＝qvB，则改变电荷量不会打破平衡使粒子的运动轨迹发生改变。图8－1B(1)在t＝0到t＝T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。试求t＝T0到t＝1.5T0这段时间内：①细管内涡旋电场的场强大小E；②电场力对小球做的功W。图8－23．(2012·浙江高考)如图8－3所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。图8－3(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；(2)求磁感应强度B的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置。为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B′，则B′的大小为多少？由以上高考考试题可以以看出，本本专题的高高频考点主主要集中在在带电粒子子在组合场场或复合场场中的运动动规律，另另外带电粒粒子的测量量与控制的的实际应用用也将是高高考的热点点问题，复复习时要深深入理解概概念，掌握握基本规律律，以力和和能量为主主线，运用用力学和电电学、磁学学知识，进进行综合分分析。1．必须精通通的几种方方法(1)带电粒子在在复合场中中的平衡问问题的分析析方法。(2)带电粒子在在组合场中中运动的分分析方法。。(3)带电粒子在在复合场中中运动的分分析方法。。2．必须明确确的易错易易混点(1)组合场中不不能确定好好粒子在组组合场交界界位置的速速度的大小小与方向而而出错。(2)在复合场中中，受力分分析不正确确，特别是是洛伦兹力力的方向判判断不正确确而出错。。(3)对带电体的的重力能否否被忽略判判断不准而而导致出错错。(4)混淆处理“磁偏转”和“电偏转”的方法而出出错。图8－4[答案](1)0.2m(3)1.19×10－6s(3)x＝0.6m分析带电粒粒子在组合合场中运动动问题的方方法(1)带电粒子依依次通过不不同场区时时，由受力力情况确定定粒子在不不同区域的的运动情况况。(2)根据区域和和运动规律律的不同，，将粒子运运动的过程程划分为几几个不同的的阶段，对对不同的阶阶段选取不不同的规律律处理。(3)联系粒子在在不同阶段段的运动的的物理量是是速度，因因此确定带带电粒子在在场区边界界的速度(包括大小和和方向)是解决该类类问题的关关键。1．在实验室室中，需要要控制某些些带电粒子子在某区域域内的滞留留时间，以达到预想想的实验效效果。现设设想在xOy的纸面内存存在以下的的匀强磁场场区域，在在O点到P点区域的x轴上方，磁磁感应强度度为B，方向垂直直纸面向外外，在x轴下方，磁磁感应强度度大小也为为B，方向垂直直纸面向里里，OP两点距离为为x0(如图8－5所示)。现在原点点O处以恒定速速度v0不断地向第第一象限内内发射氘核核粒子。图8－5图8－6(1)带电电粒粒子子在在xOy平面面内内做做匀匀速速直直线线运运动动速速度度v0的大大小小和和方方向向；；(2)带电电粒粒子子在在xOy平面面内内做做匀匀速速圆圆周周运运动动时时电电场场强强度度的的大大小小和和方方向向；；(3)若带带电电粒粒子子做做匀匀速速圆圆周周运运动动时时恰恰好好未未离离开开第第Ⅰ象限限，，x轴上上入入射射点点P应满满足足什什么么条条件件？？[思路路点点拨拨](1)粒子子在在复复合合场场中中做做匀匀速速直直线线运运动动，，则则合合力力为为零零，，又又重重力力及及电电场场力力大大小小、、方方向向已已知知，，结结合合磁磁场场方方向向及及平平衡衡条条件件即即可可判判断断和和计计算算粒粒子子速速度度的的方方向向和和大大小小；；(2)带电电粒粒子子在在xOy平面面内内做做匀匀速速圆圆周周运运动动时时，，电电场场力力F一定定与与重重力力平平衡衡，，洛洛伦伦兹兹力力提提供供向向心心力力；；(3)带电电粒粒子子做做匀匀速速圆圆周周运运动动恰恰好好未未离离开开第第Ⅰ象限限，，则则圆圆弧弧左左边边与与y轴相相切切，，画画出出轨轨迹迹，，结结合合几几何何关关系系进进行行求求解解。。[答案案](1)2.0m/s，方方向向斜斜向向上上与与x轴夹夹角角为为60°°(2)1.0N/C方向向竖竖直直向向上上(3)x轴上上入入射射点点P离O点距距离离至至少少为为0.27m1.解决决带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中运运动动的的一一般般思思路路(1)弄清清复复合合场场的的组组成成，，是是磁磁场场与与电电场场的的混混合合，，是是磁磁场场与与重重力力场场的的混混合合，，还还是是磁磁场场、、电电场场与与重重力力场场的的混混合合；；(2)对带电粒子进进行受力分析析和运动过程程分析，并画画出运动轨迹迹；(3)选择恰当的物物理规律列方方程求解。2．复合场中重重力是否考虑虑的三种情况况(1)对于微观粒子子，如电子、、质子、离子子等，因为其其重力一般情情况下与电场场力或磁场力力相比太小，，可以忽略。。而对于一些些实际物体，，如带电小球球、液滴、金金属块等，一一般应考虑其其重力。(2)在题目中明确确说明的按说说明要求是否否考虑重力。。(3)不能直接判断断是否考虑重重力的，在进进行受力分析析与运动分析析时，要由分分析结果确定定是否考虑重重力。图8－72.如图8－7所示，竖直平平面xOy内存在水平向右的匀强电电场，场强大大小E＝10N/C，在y≥0的区域内还存存在垂直于坐坐标平面向里的匀强磁磁场，磁感应应强度大小B＝0.5T。一电荷量为为q＝＋0.2C、质量为m＝0.4kg的小球由长L＝0.4m的细线悬挂于于P点，小球可视视为质点，现现将小球拉至至水平位置A无初速度释放放，小球运动动到悬点P正下方的坐标标原点O时，悬线突然然断裂，此后后小球又恰好好能通过O点正下方的N点。(g＝10m/s2)求：(1)小球运动到O点时的速度大大小；(2)悬线断裂前瞬瞬间拉力的大大小；(3)ON间的距离。答案：(1)2m/s(2)8.2N(3)3.2m图8－8(1)求粒子离开偏偏转电场时，，在垂直于板板方向偏移的的最大距离；；(2)若所有粒子均均不能从环形形带磁场的右右侧穿出，求求环形带磁场场的最小宽度度。带电粒子在交交变电场或磁磁场中运动情情况比较复杂杂，其运动情情况不仅与场场变化的规律律有关，还与与粒子进入场场的时刻有关关，一定要从从粒子的受力力情况入手，，分析清楚粒粒子在不同时时间间隔内的的运动情况。。若交变电压压的变化周期期远大于粒子子穿越电场的的时间，则在在粒子穿越电电场过程中，，电场可作匀匀强电场处理理。3．水平放置的的平行金属板板M、N之间存在竖直直向上的匀强强电场和垂直纸面的的交变磁场(如图8－9甲所示，垂直直纸面向里为为正)，磁感应强度度B0＝100T。已知两板间间距离d＝0.3m，电场强度E＝50V/m，M板上有有一小小孔P，在P正上方方h＝5cm处的O点，一一带电电油滴滴自由由下落落，穿穿过小小孔后后进入入两板板间，，最后后落在在N板上的的Q点如图图乙所所示。。如果果油滴滴的质质量m＝10－4kg，带电电荷量量|q|＝2×10－5C。(不计空