2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（3）-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案.doc

2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（3）-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1. 會(huì)分析、處理帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的。2.會(huì)分析、處理帶電粒子在組合場(chǎng)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的?！局攸c(diǎn)、難點(diǎn)】 帶電粒子的受力分析、運(yùn)動(dòng)分析【課前預(yù)學(xué)】1疊加場(chǎng)與組合場(chǎng)(1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、 磁場(chǎng) 、重力場(chǎng)共存，或其中某兩場(chǎng)共存(2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊，或在同一區(qū)域，電場(chǎng)、磁場(chǎng)分時(shí)間段交替出現(xiàn)2三種場(chǎng)的比較名稱力的特點(diǎn)功和能的特點(diǎn)重力場(chǎng)大?。篏mg方向：豎直向下重力做功與路徑無關(guān)重力做功改變物體的重力勢(shì)能靜電場(chǎng)大?。篎qE方向：正電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同；負(fù)電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)WqU電場(chǎng)力做功改變電勢(shì)能磁場(chǎng)洛倫茲力FqvB方向可用左手定則判斷洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的動(dòng)能3帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類 (1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí)，將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做 。(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小相等 ，方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做 。(3)較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上，粒子做 曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線。(4)分階段運(yùn)動(dòng) 帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成?！菊n中學(xué)習(xí)】 一、 帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析電荷在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一般有兩種情況：(1)直線運(yùn)動(dòng)：如果電荷在疊加場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零(2)圓周運(yùn)動(dòng)：如果電荷在疊加場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，一定是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力和電場(chǎng)力的合力為零，洛倫茲力提供向心力例1 如圖所示，某空間存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面水平向里。E=10N/C,B=1T，現(xiàn)在有一個(gè)質(zhì)量m=2kg、q=+2C的液滴以某速度垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入該區(qū)域恰能作勻速直線運(yùn)動(dòng)。g取10m/這個(gè)速度的大小是 ，方向是 。 例2一帶電微粒在如圖所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求：(1)該帶電微粒的電性？(2)該帶電微粒的旋轉(zhuǎn)方向？(3)若已知圓的半徑為r，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，重力加速度為g，則線速度為多少？二、 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是指粒子從電場(chǎng)到磁場(chǎng)、或從磁場(chǎng)到電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)通常按時(shí)間的先后順序分成若干個(gè)小過程，在每一運(yùn)動(dòng)過程中從粒子的受力性質(zhì)、受力方向和速度方向的關(guān)系入手，分析粒子在電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)例3如圖所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x=2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點(diǎn)。不計(jì)重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?）粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小?！菊n后作業(yè)】1 .如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m，帶正電，電量為q的油滴以速度v與水平方向成45角進(jìn)入兩場(chǎng)區(qū)域（場(chǎng)區(qū)域足夠大），這個(gè)帶電油滴在場(chǎng)區(qū)內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E=_。磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小B=_。若油滴運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，突然將電場(chǎng)方向變?yōu)樨Q直向上（場(chǎng)強(qiáng)的大小不變），此時(shí)油滴的加速度大小為_，此后油滴將做_運(yùn)動(dòng)。2帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度方向如圖所示，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計(jì)阻力，則在此后的一小段時(shí)間內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)將( )A可能做直線運(yùn)動(dòng) B可能做勻減速運(yùn)動(dòng)C一定做曲線運(yùn)動(dòng) D可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3三個(gè)相同的小球a、b、c帶有相同電荷量的正電荷，從同一高度由靜止開始下落，當(dāng)落下h1高度后a球進(jìn)入水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，b球進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，它們到達(dá)水平面上的速度大小分別用va、vb、vc表示，若不計(jì)空氣阻力，它們的關(guān)系是( )A va>vbvcBvavbvcCva>vb>vc Dvavb>vc4如圖所示，虛線空間中存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，有一個(gè)帶正電小球(電荷量為q，質(zhì)量為m)從正交或平行的電磁復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過的是( ) 5如圖所示，兩板間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知一離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)，忽略重力，下列說法正確的是（ ）A離子必帶正電荷 BA和B點(diǎn)位于同一高度C離子在C點(diǎn)速度最大D離子在B點(diǎn)時(shí)，將沿原曲線返回A點(diǎn)6帶電平行板中勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)過軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)使小球從稍低些的b點(diǎn)開始自由滑下，在經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間的運(yùn)動(dòng)過程中不可能的是（ ）A其動(dòng)能將會(huì)增大 B其電勢(shì)能將會(huì)增大C小球所受的洛侖茲力將會(huì)增大 D小球所受的電場(chǎng)力將會(huì)增大7如圖所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢(shì)差為U，帶電粒子以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的M、N兩點(diǎn)間的距離d隨著U和v0的變化情況為( )Ad隨v0增大而增大，d與U無關(guān)Bd隨v0增大而增大，d隨U增大而增大Cd隨U增大而增大，d與v0無關(guān)Dd隨v0增大而增大，d隨U增大而減小8.如圖所示, 在水平地面上方有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面(垂直于磁場(chǎng)方向的平面)做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力加速度為g.(1)求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.(2)若某時(shí)刻微粒在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),速度與水平方向的夾角為60,且已知P點(diǎn)與水平地面間的距離等于其做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.求該微粒運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的距離.(3)當(dāng)帶電微粒運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí),將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)樵瓉淼?/2 (方向不變,且不計(jì)電場(chǎng)變化對(duì)原磁場(chǎng)的影響),且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛?求帶電微粒落至地面時(shí)的速度大小. 9.如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2103 T；磁場(chǎng)右邊是寬度L0.2 m、場(chǎng)強(qiáng)E40 V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)一帶電粒子電荷量為q3.21019 C的負(fù)電荷，質(zhì)量m6.41027 kg，以v4104 m/s 的速度沿OO垂直射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場(chǎng)，最后從電場(chǎng)右邊界射出不計(jì)重力求：(1)大致畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(畫在題圖上)；(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；(3)帶電粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能