资源描述
,高考导航,热点考向,满分指导,第,8,讲,带电粒子在复合场中的运动,1.,(2014,全国大纲卷,，,25),如图,1,所示，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面,(,xOy,平面,),向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿,x,轴负向。在,y,轴正半轴上某点以与,x,轴正向平行、大小为,v,0,的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在,(,d,，,0),点,图,1,沿垂直于,x,轴的方向进入电场。不计重力。,若该粒子离开电场时速度方向与,y,轴负方向的,夹角为,，求：,(1),电场强度大小与磁感应强度大小的比值；,(2),该粒子在电场中运动的时间。,2.,(2015,福建理综,，,22),如图,2,，绝缘粗糙的竖直平面,MN,左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为,E,，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为,B,。一质量为,m,、电荷量为,q,的带正电的小滑块从,A,点由静止开始沿,MN,下滑，到达,C,点时离开,MN,做曲线运动。,A,、,C,两点间距离为,h,，重力加速度为,g,。,图,2,(1),求小滑块运动到,C,点时的速度大小,v,C,；,(2),求小滑块从,A,点运动到,C,点过程中克服摩擦力做的功,W,f,；,(3),若,D,点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到,D,点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的,P,点。已知小滑块在,D,点时的速度大小为,v,D,，从,D,点运动到,P,点的时间为,t,，求小滑块运动到,P,点时速度的大小,v,P,。,主要题型：,选择题、计算题,知识热点,(1),带电粒子在组合复合场中的受力分析及运动分析。,(2),带电粒子在叠加复合场中的受力分析及运动分析。,近三年新课标全国卷中没有考查带电粒子在复合场中的运动，预计,2016,年出题的几率很大。,思想方法,(1),模型法,(2),类比法,(3),整体法、隔离法,(4),合成法、分解法,(5),对称法,考向一带电粒子在组合场中的运动,核心知识,电偏转磁偏转,规律方法,1,.,做好,“,两个区分,”,(1),正确区分重力、电场力、洛伦兹力的大小、方向特点及做功特点。,(2),正确区分,“,电偏转,”,和,“,磁偏转,”,的不同。,2,.,抓住,“,两个技巧,”,(1),按照带电粒子运动的先后顺序，将整个运动过程划分成不同特点的小过程。,(2),善于画出几何图形处理几何关系，要有运用数学知识处理物理问题的习惯。,图,3,上的,A,点垂直,x,轴射入电场，,OA,0.2 m,，不计粒子的重力。,(1),求粒子经过,y,轴时的位置到原点,O,的距离；,(2),若要使粒子不能进入第三象限，求磁感应强度,B,的取值范围,(,不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况,),。,(1),粒子的初速度,v,0,；,(2),电场强度,E,的大小；,(3),粒子从,A,到,M,点的时间,t,。,图,4,1,.,运动过程的分解方法,(1),以,“,场,”,的边界将带电粒子的运动过程分段；,(2),分析每段运动带电粒子的受力情况和初速度，判断粒子的运动性质；,(3),建立联系：前、后两段运动的关联为带电粒子过关联点时的速度；,(4),分段求解：根据题设条件，选择计算顺序。,2,.,周期性和对称性的应用,相邻场问题大多具有周期性和对称性，解题时一是要充分利用其特点画出带电粒子的运动轨迹，以帮助理顺物理过程；二是要注意周期性和对称性对运动时间的影响。,考向二带电粒子在叠加复合场中的运动,核心知识,规律方法,1,.,带电粒子在复合场中运动的处理方法,(1),弄清复合场的组成特点。,(2),正确分析带电粒子的受力及运动特点。,(3),画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律。,2,.,结论,若在叠加场中粒子做直线运动，则一定是做匀速直线运动，重力、电场力和洛伦兹力的合力为零。,1.,如图,5,所示，在空间中,O,点放一质量为,m,，带电荷量为,q,的微粒，过,O,点水平向右为,x,轴，竖直向下为,y,轴，,MN,为边界线，上方存在水平向右的匀强电场,E,，下方存在水平向左的匀强电场,E,和垂直纸面向里的匀强磁场。,OM,h,，若从静止释,放此微粒，微粒一直沿直线,OP,穿过此区,域，,60,。若在,O,点给它一沿,x,方向的初速度,v,0,，它第一次经过,MN,时，与,MN,交于,C,点。电场强度,E,和,E,大小未知，重力加速度为,g,。求：,(1),C,点的坐标；,(2),匀强磁场的磁感应强度,B,的大小。,图,8,图,5,(1),粒子刚从发射器射出时的初速度及粒子发射器,P,的横坐标,x,；,(2),粒子从粒子源射出到返回第,象限上升到最高点所用的总时间。,图,6,答案,见解析,关注几场叠加，构建运动模型，优选规律解题,第,1,步：受力分析，关注几场叠加,磁场、重力场并存，受重力和洛伦兹力；,电场、磁场并存,(,不计重力的微观粒子,),，受电场力和洛伦兹力；,电场、磁场、重力场并存，受电场力、洛伦兹力和重力。,第,2,步：运动分析，典型运动模型构建,受力平衡的匀速直线运动，受力恒定的匀变速直线运动，受力大小恒定且方向指向圆心的匀速圆周运动，受力方向变化复杂的曲线运动等。,第,3,步：选用规律，两种观点解题,带电体做匀速直线运动，则用平衡条件求解,(,即二力或三力平衡,),；,带电体做匀速圆周运动，应用向心力公式或匀速圆周运动的规律求解；,带电体做匀变速直线或曲线运动，应用牛顿运动定律和运动学公式求解；,带电体做复杂的曲线运动，应用能量守恒定律或动能定理求解。,高频考点八带电粒子在交变电磁场中的运动问题,1.,思路,2,.,方法技巧,带电粒子在交变电、磁场中的运动分析方法,(1),仔细分析并确定各场的变化特点及相应的时间，其变化周期一般与粒子在电场或磁场中的运动周期相关联。有一定的联系，应抓住变化周期与运动周期之间的联系作为解题的突破口。,(2),必要时，可把粒子的运动过程还原成一个直观的运动轨迹草图进行分析。,(3),把粒子的运动分解成多个运动阶段分别进行处理，根据每一阶段上的受力情况确定粒子的运动规律。,(20,分,),如图,7,甲所示，宽度为,d,的竖直狭长区域内,(,边界为,L,1,、,L,2,),，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,E,0,，,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,N,1,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,N,2,点。,Q,为线段,N,1,N,2,的中点，重力加速度为,g,。上述,d,、,E,0,、,m,、,v,、,g,为已知量。,图,7,(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。,审题流程,第一步：抓住关键点,获取信息,答案,见解析,图,8,(1),求电荷进入磁场时的速度大小；,(2),求图乙中,t,2,10,5,s,时刻电荷与,P,点的距离。,解析,(1),电荷在电场中做匀加速直线运动，则：,Eq,ma,(2,分,),v,0,at,0,(2,分,),代入数据解得,v,0,10,4,m/s,3.14,10,4,m/s,(2,分,),答案,(1)3.14,10,4,m/s,(2)0.2 m,分解物理过程，化繁为简,在解答交变场问题时，要以变化节点为界，正确分解物理过程，分段突破，综合解析。变化节点也就是前、后两段运动的衔接点，以带电粒子,(,微粒,),过节点的速度为基础建立前、后运动的联系。,
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