物理第9章 磁场 第3讲 带电粒子在复合场中的运动 新人教版

磁场磁场第 九 章第第3讲带电粒子在复合场中的运动讲带电粒子在复合场中的运动1 1知 识 梳 理 自 测知 识 梳 理 自 测2 2核 心 考 点 突 破核 心 考 点 突 破3 3阶段培优微专题阶段培优微专题4 42 2 年 高 考 模 拟年 高 考 模 拟知识梳理自测知识梳理自测 1复合场与组合场： (1)复合场：电场、_、重力场共存，或其中某两场共存。 (2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场分时间段或分区域交替出现。知识点 带电粒子在复合场、组合场中的运动 磁场磁场 2带电粒子在复合场中运动情况分类 (1)静止或匀速直线运动：当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于_状态或_状态。 (2)匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力大小_，方向_时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做_运动。 (3)较复杂的曲线运动：当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在_时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线。 (4)分阶段运动：带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。静止静止匀速直线运动匀速直线运动相等相等相反相反匀速圆周匀速圆周一条直线上一条直线上 思维诊断： (1)利用回旋加速器可以将带电粒子的速度无限制地增大。() (2)粒子能否通过速度选择器，除与速度有关外，还与粒子的带电正负有关。() (3)磁流体发电机中，根据左手定则，可以确定正、负粒子的偏转方向，从而确定正、负极或电势高低。() (4)带电粒子在复合场中受洛伦兹力情况下的直线运动一定为匀速直线运动。() (5)质谱仪是一种测量带电粒子质量并分析同位素的仪器。() D 解析洗衣机将电能转化为机械能，不是利用带电粒子在磁场中的偏转制成的，所以选项D符合题意。 解析带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动或匀速圆周运动，C正确。C C A 解析由于小球在下落过程中速度变化，洛伦兹力会变化，小球所受合力变化，故小球不可能做匀速或匀加速运动，B、C、D错，A正确。核心考点突破核心考点突破现代科技中的电磁场问题 考点一例 1类题演练类题演练 1 ABD 解析根据左手定则可知，正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，则A板带负电，故A正确。因为B板带正电，A板带负电，所以电流的流向为从b经用电器流向a，故B正确。因为B板带正电，A板带负电，所以金属板间的电场方向向上，故C错误。等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力，故D正确。类题演练类题演练 2 BC 类题演练类题演练 3 AC 这类问题的特点是电场、磁场或重力场依次出现，包含空间上先后出现和时间上先后出现，磁场或电场与无场区交替出现相组合的场等。其运动形式包含匀速直线运动、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。带电粒子在组合场中的运动 考点二 1在匀强电场、匀强磁场中可能的运动性质在电场强度为E的匀强电场中在磁感应强度为B的匀强磁场中初速度为零做初速度为零的匀加速直线运动保持静止初速度垂直场线做匀变速曲线运动(类平抛运动)做匀速圆周运动初速度平行场线做匀变速直线运动做匀速直线运动特点受恒力作用，做匀变速运动洛伦兹力不做功，动能不变 2“电偏转”和“磁偏转”的比较电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以vE进入匀强电场带电粒子以vB进入匀强磁场受力情况只受恒定的电场力只受大小恒定的洛伦兹力运动情况类平抛运动匀速圆周运动运动轨迹例 2 答案：(1)0.2T(2)2.57m 规律总结： (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分析。 (3)对于粒子连续通过几个不同情况场的问题，要分阶段进行处理。转折点的速度往往成为解题的突破口。 类题演练类题演练 4 (1)粒子在第四象限的磁场中运动时的轨迹半径； (2)除了通过准直管的粒子外，为使其余粒子都不能进入电场，平板OM的长度至少是多少； (3)经过P点进入电场中运动的粒子，第一次到达y轴的位置与O点的距离； (4)要使离开电场的粒子能回到粒子源S处，磁感应强度B2应为多大。 带电体在复合场中运动的归类分析 1磁场力、重力并存 (1)若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。 (2)若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒。 2电场力、磁场力并存(不计重力) (1)若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。 (2)若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体做复杂的曲线运动，可用动能定理求解。带电体在复合场中的运动考点三 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。 特别提醒：(1)若带电粒子在电场力、洛伦兹力、重力三力并存的情况下运动轨迹是直线，则粒子一定做匀速直线运动。 (2)由于洛伦兹力随速度的改变而变化，从而导致速度发生新的变化，因此受力分析时要特别注意速度的变化对洛伦兹力的影响。例 3 (1)判断电场方向，求粒子离开发射枪时的速度大小； (2)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径； (3)荧光屏上闪光区域的长度； (4)荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间。 答案：垂直于x轴向上1106m/s(2)0.1m(3)0.273m(4)0.42类题演练类题演练 5 (1)物块a运动到圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力； (2)传送带距离水平地面的高度； (3)两物块碰撞后到落地前瞬间的运动过程中，a、b系统机械能的变化量。 答案：2102N方向竖直向下(2)3m(3)5.5102J