X3-1-8-3专题七带电粒子在复合场中的运动

选修3-1第八章磁场专题七带电粒子在复合场中的运动

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1.热点题型一带电粒子在组合场中的运动问题2.热点题型二带电粒子在叠加场中的运动问题3.热点题型三带电粒子在交变复合场中的运动热点突破第八章

磁场备选多媒体展台1.磁现象和磁场-奥斯特实验2.地磁场分布3.通电螺线管的磁场4.探究通电导线在磁场中受的力与I和L的关系5.安培分子电流假说6.质谱仪原理7.磁场对运动电荷的作用力-等离子体磁流体发电机热点1

带电粒子在组合场中的运动问题疑点诠释?题型特点

复习指导1.电场、磁场或重力场依次出现：空间上(或时间)上先后出现,磁场或电场与无场区交替出现相组合的场等.2.运动形式：匀速运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等,涉及牛顿运动定律、功能关系等知识的应用.1.掌握带电粒子的电偏转和磁偏转的条件、运动性质，会应用牛顿运动定律分析研究，掌握研究电偏转和磁偏转的方法，熟练处理类平抛运动和圆周运动．2.会按时间或空间的先后顺序对运动进行分析，分析运动速度的前后关联、空间距离关系、运动时间等信息.典例剖【典例1】(2013·山东卷，23)如图所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一带电量为＋q、质量为m的粒子,自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场.已知OP＝d，OQ＝2d.不计粒子重力.审题设疑(3)磁感应强度改变后,要再次经过Q点,粒子在第一象限、第二象限、第三象限内做什么运动？撤去电场后在第四象限内做什么运动？(2)粒子进入磁场后做什么运动?画出粒子在磁场中的运动轨迹,由几何关系,求粒子运动半径,然后再求B0.(1)带电粒子在电场中做什么运动？如何求粒子在Q点的速度大小和方向？vθv转解析(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向.(2)若磁感应强度的大小为一确定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0.(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间.转原题求解带电粒子在组合复合场中运动问题的分析方法规律方法-１(1)正确受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析．(2)确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情况的结合.(3)对于粒子连续通过几个不同区域、不同种类的场时，要分阶段进行处理．(4)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．规律方法-２分析过程的两个注意点即学即练请完成对应本典例的“即学即练”(1)多过程现象中的“子过程”与“子过程”的衔接点．如一定要把握“衔接点”处速度的连续性．(2)圆周与圆周运动的衔接点一要注意在“衔接点”处两圆有公切线，它们的半径重合．热点2带电粒子在叠加场中的运动问题疑点诠释?题型特点：典型的力电综合问题．在同一区域内同时有电场和磁场、电场和重力场或同时存在电场、磁场和重力场等称为叠加场．解答时一般要从受力、运动、功能的角度来分析．涉及力的种类多：含重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力等；包含的运动种类多：含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动以及其他曲线运动.综合性强，数学能力要求高．复习指导：1.能够正确对叠加场中的带电粒子从受力、运动、能量三个方面进行分析.2.能够合理选择力学规律(牛顿运动定律、运动学规律、动能定理、能量守恒定律等)对粒子的运动进行研究．【典例2】

如图所示的平行板之间,存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1＝0.20T,方向垂直纸面向里,电场强度E1＝1.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有一边界线AO,与y轴的夹角∠AOy＝45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2＝0.25T,边界线的下方有水平向右的匀强电场,电场强度E2＝5.0×105V/m,在x轴上固定一水平的荧光屏.一束带电荷量q＝8.0×10－19C、质量m＝8.0×10－26kg的正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区,最后打到水平的荧光屏上的位置C.求:(1)离子在平行板间运动的速度大小；(2)离子打到荧光屏上的位置C的坐标；(3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2′应满足什么条件？

注意挖掘带电粒子整个运动过程中包含的隐含条件.典例剖析审题流程转

原题转解析正离子正离子不受重力作用在B1、E1区受力平衡在B2区只受洛伦兹力在E2区只受电场力过程一:匀速直线运动过程二:匀速圆周运动过程三:类平抛运动平衡条件qE1=qvB1牛顿第二定律qvB=mv2/r平抛运动规律受力分析过程分析画轨迹选规律求解

确定研究对象运动建模第(2)问确定速度方向第(3)问确定最大半径E1qB1qvvE2q转

原题转审题带电体在复合场中运动的归类分析规律方法-1

(1)磁场力、重力并存①若G与F洛平衡带电体做匀速直线运动．②若G与F洛不平衡带电体做复杂曲线运动，机械能守恒.(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)①若F电与F洛平衡带电体做匀速直线运动．②若F电与F洛不平衡电荷做复杂曲线运动,用动能定理解答.(3)电场力、磁场力、重力并存①若三力平衡带电体做匀速直线运动．②若重力与电场力平衡,带电体做匀速圆周运动．③若合力不为零,带电体可能做复杂的曲线运动,可用能量守恒定律或动能定理求解.带电粒子在复合场中运动的分析方法

规律方法-2

即学即练请完成对应本典例的“即学即练”热点3带电粒子在交变复合场中的运动【典例3】

如图甲所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示),电场强度的大小为E0，E>0表示电场方向竖直向上.t＝0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,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.注意分析带电微粒在各段运动过程中的受力情况与运动规律.转解析转原题即学即练请完成对应本典例的“即学即练”本题涉及交变电场，要使电场反向前后出现直线运动和圆周运动，则匀速圆周运动时重力mg与电场力E0q平衡，做直线运动时必有mg＋E0q＝qvB.结合