2016-二轮复习专题8(带电粒子在电场和磁场中运动)讲课.pptx

专题8　带电粒子在电场和磁场中的运动真题示例图1(1)求原本打在MN中点P的离子质量m；(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数.(取lg2＝0.301，lg3＝0.477，lg5＝0.699)最少次数为3次答案　3次2.(2014·全国大纲·25)如图2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(xy平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负方向.在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场.不计粒子重力.若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，求：图2(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值；解析　如图，粒子进入磁场后做匀速圆周运动.设磁感应强度的大小为B，粒子质量与所带电荷量分别为m和q，圆周运动的半径为R0.由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得由题给条件和几何关系可知R0＝d ②设电场强度大小为E，粒子进入电场后沿x轴负方向的加速度大小为ax，在电场中运动的时间为t，离开电场时沿x轴负方向的速度大小为vx.由牛顿第二定律及运动学公式得Eq＝max ③vx＝axt ④由于粒子在电场中做类平抛运动(如图)，有(2)该粒子在电场中运动的时间.解析　联立⑤⑥式得1.题型特点(1)带电粒子在复合场中的运动是力电综合的重点和高考的热点，常见的考查形式有组合场(电场、磁场、重力场依次出现)、叠加场(空间同一区域同时存在两种以上的场)、周期性变化的场等，近几年高考试题中，涉及本专题内容的频率极高，特别是计算题，题目难度大，涉及面广.考纲解读(2)试题多把电场和磁场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、圆周运动规律、功能关系揉合在一起，主要考查考生的空间想象力、分析综合能力以及运用数学知识解决物理问题的能力.以及考查考生综合分析和解决复杂问题的能力.2.解决带电粒子在组合场中运动的一般思路和方法：(1)明确组合场是由哪些场组合成的.(2)判断粒子经过组合场时的受力和运动情况，并画出相应的运动轨迹简图.(3)带电粒子经过电场时利用动能定理和类平抛运动知识分析.(4)带电粒子经过磁场区域时通常用圆周运动知识结合几何知识来处理.内容索引考题一　带电粒子在组合场中的运动考题二　带电粒子在叠加场中的运动考题三　带电粒子在交变电磁场中运动的问题考题四　磁与现代科技的应用专题综合练考题一　带电粒子在组合场中的运动1.如图3所示，在直角坐标系xOy的第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小为E1，在y轴的左侧存在垂直于纸面的匀强磁场.现有一质量为m，带电荷量为－q的带电粒子从第二象限的A点(－3L，L)以初速度v0沿x轴正方向射入后刚好做匀速直线运动，不计带电粒子的重力.图3(1)求匀强磁场的大小和方向；(2)撤去第二象限的匀强磁场，同时调节电场强度的大小为E2，使带电粒子刚好从B点(－L,0)进入第三象限，求电场强度E2的大小；(3)带电粒子从B点穿出后，从y轴上的C点进入第四象限，若E1＝2E2，求C点离坐标原点O的距离.解析　带电粒子穿过B点时竖直速度：v1＝at ⑦由④⑤⑦解得：v1＝v0 ⑧即θ＝45° ⑪由E1＝2E2 ⑬⑫⑭⑮⑫⑭图4(1)求磁场的宽度L；解析　根据洛伦兹力提供向心力有：(2)求匀强电场的场强大小E；解析　如图，设粒子从A点进入磁场，将其从N点到A点的运动分别沿着电场线和垂直电场线方向分解，粒子在这两个方向上通过的距离分别为h和l，在A点沿这两个方向的速度大小均为v.垂直于电场线方向有：l＝vt由几何关系有：l＋h＝2d(3)若另一个同样的粒子以速度v从M点沿场强方向运动，经时间t第一次从磁场边界上P点出来，求时间t.解析　粒子从M点沿电场线方向向前运动的距离为s说明粒子不能打到绝缘板上就要返回，运动过程如图从F点进入磁场时的速度为v′，由v′2－v2＝2ad因为R′(1－cos45°)<L，所以粒子不会从磁场右边界射出.粒子从M点到第一次从磁场中出来所经过的时间为分析带电粒子在组合场中运动问题的方法(1)要清楚场的性质、方向、强弱、范围等.(2)带电粒子依次通过不同场区时，由受力情况确定粒子在不同区域的运动情况.(3)正确地画出粒子的运动轨迹图.方法小结(4)根据区域和运动规律的不同，将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理.(5)要明确带电粒子通过不同场区的交界处时速度大小和方向关系，上一个区域的末速度往往是下一个区域的初速度.3.(多选)如图5所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内.