2016版步步高考前三个月江苏专用高考物理复习系列课件+文档 专题8 带电粒子在电场和磁场中的运动

2016版步步高考前三个月江苏专用高考物理复习系列课件+文档 专题8 带电粒子在电场和磁场中的运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 (2015江苏单科15) 一台质谱仪的工作原理如图 1 所示，电荷量均为q、质量不同的离子飘入电压为 加速电场，其初速度几乎为零这些离子经加速后通过狭缝 O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，最后打在底片上已知放置底片的区域，且 N 中左侧 区域 坏，检测不到离子，但右侧 区23 13域 能正常检测到离子在适当调节加速电压后，原本打在 离子即可在 测到图 1(1)求原本打在 点 P 的离子质量 m；(2)为使原本打在 P 的离子能打在 域，求加速电压 U 的调节范围；(3)为了在 域将原本打在 域的所有离子检测完整，求需要调节 U 的最少次数 2、(取 5中物理资源下载平台世昌的博客 (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(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 速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0) 点沿垂直于 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，求：图 2(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 3、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(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高中物理资源下载平台世昌的博客 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 4、知识来处理考题一带电粒子在组合场中的运动1(2015临沂二模)如图 3 所示，在直角坐标系 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 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 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 带电粒子刚好从 B 点(L,0)进入第三象限，求电场强度 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 E 2，求 C 点离坐标原点 O 的距离高中 5、物理资源下载平台世昌的博客 (2015徐州模拟)如图 4 所示，在竖直平面内建立 角坐标系，在 x d 处有垂2直于 x 轴足够大的弹性绝缘挡板，y 轴左侧和挡板之间存在一匀强电场，电场与 x 轴负方向夹角 45，y 轴右侧有一个有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为 ( d、0) 处有一个质量为 m、电荷量为q 的粒子，以某一初速度沿场强方22向运动当它打到绝缘板上 N 点时，粒子沿 y 轴方向的速度不变，x 轴方向速度大小不变，方向反向，一段时间后，以 v 的速度垂直于 y 轴进入磁场，恰好不从磁场右边界飞2出粒子的重力不计图 4(1)求磁场的宽度 L；(2)求匀强电场的场 6、强大小 E；(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 时间 世昌的博客 (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(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考题二带电粒子在叠加场中的运动3(多选)(2015南充三诊)如图 5 所示，直角坐标系 于竖直平面内第、象限内有垂直于坐标面向外 7、的匀强磁场，第象限同时存在方向平行于 y 轴的匀强电场(图中未画出)，一带电小球从 x 轴上的 A 点由静止释放，恰好从 P 点垂直于 y 轴进入第象限，然后做圆周运动，从 Q 点垂直于 x 轴进入第象限，Q 点距 O 点的距离为 d，重力加速度为 求出的物理量有()图 5高中物理资源下载平台世昌的博客 圆周运动的速度大小B电场强度的大小和方向C小球在第象限运动的时间D磁感应强度大小4(2015安徽模拟)如图 6 所示，在竖直平面内建立直角坐标系 第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里一带电荷量为q，质量为 m 的微粒从原点出发沿与 x 轴 8、正方向的夹角为 45的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到 A(l，l )时，电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间)，粒子继续运动一段时间后，正好垂直于 y 轴穿出复合场( 不计一切阻力)，求：图 6(1)电场强度 E 大小；(2)磁感应强度 B 的大小；(3)粒子在复合场中的运动时间高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)弄清叠加场的组成特点(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若只有两个场且正交例如，电场与磁场中满足 qE重力场与磁场中满足mg重力场与电场中满足 mg表现为匀速直线运动或静止，根据受力平衡列方程求解三场共存时 9、，合力为零，受力平衡，粒子做匀速直线运动其中洛伦兹力 F方向与速度 三场共存时，粒子在复合场中做匀速圆周运动 平衡，有 mg此可计算粒子比荷，判定粒子电性粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，应用受力平衡和牛顿运动定律结合圆周运动规律求解，有 m 2带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解高中物理资源下载平台世昌的博客 带电粒子在交变电磁场中运动的问题5(2015泰州二模)如图 7 甲所示，在 直平面内存在竖直方向的匀强电场，在第一象限内有一与 x 轴相切于点(2R,0)、半径为 R 的圆形区域，该区域内存在垂直于 的匀强磁场，电场与磁场随时间变化如图乙 10、、丙所示，设电场强度竖直向下为正方向，磁场垂直纸面向里为正方向，电场、磁场同步周期性变化(每个周期内正反向时间相同) 一带正电的小球 A 沿 y 轴方向下落，t 0 时刻 A 落至点(0,3R )，此时，另一带负电的小球 B 从圆形区域最高点(2R,2R )处开始在磁场内紧靠磁场边界做匀速圆周运动；当 A 球再下落 R 时，B 球旋转半圈到达点(2R, 0)；当 A 球到达原点 O 时，B 球又旋转半圈回到最高点；然后 球的质量均为 m，电荷量大小均为 q.(不计空气阻力及两小球之间的作用力，重力加速度为 g)求：图 7(1)匀强电场的场强 E 的大小；(2)小球 B 做匀速圆周运动的周期 T 11、 及匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；(3)电场、磁场变化第一个周期末 A、B 两球间的距离6(2015绥化二模)如图 8 甲所示，两个平行正对的水平金属板 X、X极板长 L3m，板间距离 d0.2 m，在金属板右端竖直边界 右侧有一区域足够大的匀强磁场，高中物理资源下载平台世昌的博客 510 3 T，方向垂直纸面向里现将 X极板接地，X 极板上电势 随时间变化规律如图乙所示现有带正电的粒子流以 0 5 m/s 的速度沿水平中线 续射入电场中，粒子的比荷 108 C/力可忽略不计，在每个粒子通过电场的极短时间场可视为匀强电场(设两板外无电场 )求：图 8(1)带电粒子射出电场时的最大速率；(2 12、)粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间之比；(3)分别从 O 点和距 O点下方 m 处射入磁场的两个粒子，在 射出磁场时决带电粒子在交变电磁场中运动问题“三步走”高中物理资源下载平台世昌的博客 磁与现代科技的应用7(2015长春三质检)如图 9 所示，宽度为 d、厚度为 h 的导体放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应实验表明：当磁场不太强时，电势差 U、电流 I 和磁感应强度 B 的关系为：UK ，式中的比例系数 K 称为霍尔系数设载流子的电荷量为 q，下列说法正确)图 9A载流子所受静电力的大小 F体上表面 13、的电势一定大于下表面的电势C霍尔系数为 K ，其中 n 为导体单位长度上的电荷数1流子所受洛伦兹力的大小 F 洛 ，其中 n 为导体单位体积内的电荷数多选)(2015日照模拟)英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪，并用此对同位素进行了研究，因此荣获了 1922 年的诺贝尔化学奖若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图 10 所示，则下列说法中正确的是()图 10高中物理资源下载平台世昌的博客 该束带电粒子带正电B速度选择器的 板带负电C在 场中运动半径越大的粒子，质量越大D在 场中运动半径越大的粒子，比荷 越小2015浙江理综25) 使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的。