2019届一轮复习人教版 带电粒子在复合场中的运动 课件(54张)
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2019物理金版大一轮课件：第9章 专题八 带电粒子在复合场中的运动
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命题点一 带电粒子在复合场中的运动
v
300
300
v
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命题点一 带电粒子在复合场中的运动
qE qvB
b v qvB
qvaB
qEc v
mcg
v
mbg
mag
mag＝qE mbg＝qE＋qvB
mcg＋qvB＝qE
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命题点一课件
第九章 磁 场 专题八 带电粒子在复合场中的运动
l 命题点一 带电粒子在复合场中的运动 l 命题点二 现代科技中的电磁场问题 l 即时演练 考能提升
命题点一 带电粒子在复合场中的运动
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命题点一 带电粒子在复合场中的运动
F电
v
F洛 O｀
v
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命题点一 带电粒子在复合场中的运动
v
r1
v
r2
Q
r2
v
N 返回
命题点一 带电粒子在复合场中的运动
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命题点一 带电粒子在复合场中的运动
x r1
xx r2
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2019届一轮复习人教版 带电粒子在复合场中的运动 课件(60张)
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2
3
考点定位:带电粒子在组合场中的运动 命题能力点:侧重考查理解能力和分析综合能力 物理学科素养点:科学思维 解题思路与方法:在组合场中的运动要分阶段处理,每一个运动建 立合理的公式即可求出待求的物理量。
2������������' 答案 (1)见解析图 (2) ������������ 4 3������������' ������������ 3π������ (3) 2 2 1+ ������ 18������' ������ ������
1 ������������2 2 Uq= mv ,离子在电场中偏转时,qvB= , 2 ������
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3
3.(2018全国Ⅱ卷)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场, 其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂 直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、 下两侧为电场区域,宽度均为l',电场强度的大小均为E,方向均沿x轴 正方向;M、N为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行,一 带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段 时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重 力。 (1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹; (2)求该粒子从M点入射时速度的大小; π (3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为 6 , 求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。
图(b)
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qE=ma① 式中q和m分别为粒子的电荷量和质量。由运动学公式有 v1=at② l'=v0t③ v1=vcos θ④ 粒子在磁场中做匀速圆周运动,设其运动轨道半径为 R,由洛伦兹 2 ������������ 力公式和牛顿第二定律得qvB= ������ ⑤ 由几何关系得l=2Rcos θ⑥ 2������������' 联立①②③④⑤⑥式得v0
高三物理一轮复习：带电粒子在复合场中的运动优秀课件 人教课标版
带电粒子在复合场中的运动
知识目标： 1、深入理解洛伦兹力的特殊性 2、利用平衡的分析方法突破速度选择器 和磁流体发机等疑难问题 3、掌握复合场问题的分析方法和技巧 能力目标：通过实例分析，培养学生分析和 解决实际问题的能力 情感目标：培养学生的竞争与合作意识
• 类型：
一. 组合场(电场与磁场分布于不 同区域) 二. 复合场(电场、磁场、重力场共存，或 其中某两场共存) 三. 交替场(电场与磁场在不同区域内或在 同一区域交替出现) 四. 约束轨道
又T＝ 2 π m/qB0 ⑦ 即粒子在t0～2t0时间内恰好完成一个周期的圆周 运动．在2t0～3t0时间内，粒子做初速度为v1的 匀加速直线运动，设位移大小为x2 x2＝v1t0＋at 2/2 ⑧ 解得x2＝3h/5 由于x1＋x2<h，所以粒子在3t0～4t0时间内继续做 匀速圆周运动，设速度大小为v2，半径为R2 ， v2= v1+at0， qv2B0＝ mv22/R2 （9） 解得R2＝2 h/5 π（10） 由于x1＋x2＋R2<h，粒子恰好又完成一个周期的 圆周运动．在4t0～5t0时间内，粒子运动到正极 板(如图所示)．因此粒子在板间做圆周运动的 最大半径R2＝ 2 h/5 π .
(3)进入第一象限，静电力F′＝ qE′＝qE 重力mg＝ (4qE/3g )g＝4qE/3 知油滴先做匀速直线运动，进 入y≥h的区域后作匀速圆周 运动，路径如图所示， 最后从x轴上的N点离开第一象限。由O→A匀速运动位 移为x1＝h/ sin37°＝5h/3， 运动时间t1＝x1/v 由A→C的时间为t2＝ 74 °T / 360° 由对称性知从C→N的时间t3＝t1 在第一象限总时间t＝t1＋t2＋t3＝2Bh/E＋( 74πE/135Bg) 由在磁场中，有qvB＝mv2/r, 图中的ON＝2(x1cos37°＋rsin37°)＝8(h＋E2/B2g)/3， 即离开第一象限处N点的坐标为[ 8(h＋E2/B2g)/3 ，0]
知识目标： 1、深入理解洛伦兹力的特殊性 2、利用平衡的分析方法突破速度选择器 和磁流体发机等疑难问题 3、掌握复合场问题的分析方法和技巧 能力目标：通过实例分析，培养学生分析和 解决实际问题的能力 情感目标：培养学生的竞争与合作意识
• 类型：
一. 组合场(电场与磁场分布于不 同区域) 二. 复合场(电场、磁场、重力场共存，或 其中某两场共存) 三. 交替场(电场与磁场在不同区域内或在 同一区域交替出现) 四. 约束轨道
又T＝ 2 π m/qB0 ⑦ 即粒子在t0～2t0时间内恰好完成一个周期的圆周 运动．在2t0～3t0时间内，粒子做初速度为v1的 匀加速直线运动，设位移大小为x2 x2＝v1t0＋at 2/2 ⑧ 解得x2＝3h/5 由于x1＋x2<h，所以粒子在3t0～4t0时间内继续做 匀速圆周运动，设速度大小为v2，半径为R2 ， v2= v1+at0， qv2B0＝ mv22/R2 （9） 解得R2＝2 h/5 π（10） 由于x1＋x2＋R2<h，粒子恰好又完成一个周期的 圆周运动．在4t0～5t0时间内，粒子运动到正极 板(如图所示)．因此粒子在板间做圆周运动的 最大半径R2＝ 2 h/5 π .
(3)进入第一象限，静电力F′＝ qE′＝qE 重力mg＝ (4qE/3g )g＝4qE/3 知油滴先做匀速直线运动，进 入y≥h的区域后作匀速圆周 运动，路径如图所示， 最后从x轴上的N点离开第一象限。由O→A匀速运动位 移为x1＝h/ sin37°＝5h/3， 运动时间t1＝x1/v 由A→C的时间为t2＝ 74 °T / 360° 由对称性知从C→N的时间t3＝t1 在第一象限总时间t＝t1＋t2＋t3＝2Bh/E＋( 74πE/135Bg) 由在磁场中，有qvB＝mv2/r, 图中的ON＝2(x1cos37°＋rsin37°)＝8(h＋E2/B2g)/3， 即离开第一象限处N点的坐标为[ 8(h＋E2/B2g)/3 ，0]
高三物理一轮复习带电粒子在复合场中的运动课件
• 3．较复杂的曲线运动
• 当带电粒子所受的合外力的大小和方向均 变化，且与初速度方向不在同一条直线上， 粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动 轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．
• 三、带电粒子在复合场中运动的应用实例
• 1．速度选择器(如右图所示)
• (1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互 相垂直．这种装置能把具有一定速度的粒 子选择出来，所以叫做速度选择器．
抛物线
圆弧
类平抛知识、牛顿第二定 牛顿第二定律、向心力公
律
式
L＝vt，y＝21at2，a＝qmE， tan θ＝at/v
qvB＝mvr2，r＝mv/(qB) T＝2πm/(qB)
t＝θT/(2π)，sin θ＝L/r
电场力既改变速度方向， 洛伦兹力只改变速度方
也改变速度的大小，对电 向，不改变速度的大小，
由于小球带正电，故 E2 方向沿 y 轴正方向．
3)设小球在 x 轴上方做圆周运动的轨道半径为 R， 由几何关系得
ON＝OMtan 37°＝3 m ON＝R＋Rcos 37°
解得 R＝53 m 小球做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第 二定律得：B2qv＝mRv2 得 B2＝mqRv＝4.5 T B2 方向垂直纸面向里．
GH＝Rsin
60°＋L2/tan
60°＝2
3
3 L2.
【答案】
(1)32mqLv120
(2)3qmLv2 0
23 (3) 3 L2
• 如右图所示，直线OA与y轴成θ＝30° 角，在AOy范围内有沿y轴负方向的匀强 电场，在AOx范围内有一个矩形区域的匀 强磁场．该磁场区域的磁感应强度B＝0.2 T，方向垂直纸面向里．一带电微粒电荷 量q＝＋2×10－14 C，质量m＝4×10－20 kg， 微粒在y轴上的某点以速度v0垂直于y轴进 入匀强电场，
2019届一轮复习人教版 第9章 第3讲 带电粒子在复合场中的运动 课件(85张)
即粒子到达 O 点时速度方向与 x 轴正方向成 45°角斜 向上．设粒子到达 O 点时速度大小为 v，由运动的合成有
2 v＝ v2 ＋ v 0 y ，⑥
联立①②③⑥式得 v＝ 2v0.⑦
(2)设电场强度为 E，粒子电荷量为 q，质量为 m，粒 子在电场中受到的电场力为 F，由牛顿第二定律可得
F＝ma，⑧ 又 F＝qE，⑨
思考与讨论 1 ． 回旋加速器中所加的交变电压的周期由什么决 定？ 提示：由于回旋加速器工作时，必须满足交变电压周 期和粒子在磁场中运动周期相同， 即粒子在磁场中运动周 期决定了电压周期．
2．粒子经回旋加速器加速后，最终获得的动能与交 变电压大小有无关系？ 提示：无关，仅与盒半径有关．
[易误辨析] 判断下列说法的正误 ( 正确的打“√”，错误的打 “×”)． (1)不同比荷的粒子在质谱仪磁场中做匀速圆周运动 的半径不同．( )
设磁场的磁感应强度大小为 B， 粒子在磁场中做匀速 圆周运动的半径为 R，所受的洛伦兹力提供向心力，有 v2 qvB＝m R ，⑩ 由几何关系可知
R＝ 2L，⑪ E v0 联立①②⑦⑧⑨⑩⑪式得B＝ . 2 答案：(1) 2v0 速度方向与 x 轴正方向成 45°角斜 v0 向上 (2) 2
解决带电粒子在组合场中运动问题的思路方法
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)×
考点 1 带电粒子在组合场中的运动 1．从电场进入磁场
电场中：加速直线运动 ⇓ 磁场中：匀速圆周运动 电场中：类平抛运动 ⇓ 磁场中：匀速圆周运动
2.从磁场进入电场
3.处理思路 (1)电场中的运动． ①匀变速直线运动：应用牛顿运动定律结合运动学 公式求解或应用动能定理求解． ②类平抛运动：应用运动的合成与分解求解或应用 动能定理求解． (2)磁场中的运动．
2019届高考物理大一轮复习精品课件：专题八 第3讲 带电粒子在复合场中的运动
Hale Waihona Puke 无关．4．磁流体发电机
(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转 化为电能． (2) 根据左手定则，如图 8-3-4 所示的 B 板是发电机 正 极． ________ (3)磁流体发电机两极板间的距离为 l，等离子体速度为 v，磁场磁感应强度为 B，则两极板间能达到的最大电势差 U＝Blv.
第3讲
带电粒子在复合场中的运动
一、复合场与组合场 重力场 共存，或 电场 、________ 磁场 、________ 1．复合场：________ 其中某两种场共存区域． 磁场 各位于一定的区域内， 电场 与________ 2．组合场：________ 并不重叠，或在同一区域内，电场、磁场分时间段或分区
域交替出现．
3．重力考虑与否分三种情况
(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特 殊交代就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场 很小 ，可以________ 忽略 ；而对于一些实 力或磁场力相比________ 际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交代时就 应当考虑其重力． (2)在题目中有明确交代的是否要考虑重力的，这种情 况比较正规，也比较简单．
q，在加速器中被加速，且加速过程中不
考虑相对论效应和重力的影响．则下列说 法正确的是( )
图 8-3-7
A．质子被加速后的最大速度不可能超过 2πRf B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压 U 成正比 C．质子第 2 次和第 1 次经过两“D”形盒间狭缝后轨道 半径之比为 2∶1 D．不改变磁感应强度 B 和交流电频率 f，该回旋加速 器的最大动能不变
答案：BC
2．(2016 年新课标Ⅱ卷)现代质谱仪可用来分析比质子 重很多倍的离子，其示意图如图 8-3-9 所示，其中加速电压 恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强 磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处 从静止开始被同一加速电场加速，为使 它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开
(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转 化为电能． (2) 根据左手定则，如图 8-3-4 所示的 B 板是发电机 正 极． ________ (3)磁流体发电机两极板间的距离为 l，等离子体速度为 v，磁场磁感应强度为 B，则两极板间能达到的最大电势差 U＝Blv.
第3讲
带电粒子在复合场中的运动
一、复合场与组合场 重力场 共存，或 电场 、________ 磁场 、________ 1．复合场：________ 其中某两种场共存区域． 磁场 各位于一定的区域内， 电场 与________ 2．组合场：________ 并不重叠，或在同一区域内，电场、磁场分时间段或分区
域交替出现．
3．重力考虑与否分三种情况
(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特 殊交代就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场 很小 ，可以________ 忽略 ；而对于一些实 力或磁场力相比________ 际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交代时就 应当考虑其重力． (2)在题目中有明确交代的是否要考虑重力的，这种情 况比较正规，也比较简单．
q，在加速器中被加速，且加速过程中不
考虑相对论效应和重力的影响．则下列说 法正确的是( )
图 8-3-7
A．质子被加速后的最大速度不可能超过 2πRf B．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压 U 成正比 C．质子第 2 次和第 1 次经过两“D”形盒间狭缝后轨道 半径之比为 2∶1 D．不改变磁感应强度 B 和交流电频率 f，该回旋加速 器的最大动能不变
答案：BC
2．(2016 年新课标Ⅱ卷)现代质谱仪可用来分析比质子 重很多倍的离子，其示意图如图 8-3-9 所示，其中加速电压 恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强 磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处 从静止开始被同一加速电场加速，为使 它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开
高三物理一轮复习带电粒子在复合场中的运动精品PPT课件
所以
vm=
mg
qB
E B
.
qE
答案：g－
mg E
m qB B
误区警示：受力分析的过程中很容易漏掉力或添加力，或者认为摩擦力与运动速度无关， 但是由于速度影响洛伦兹力，从而影响弹力，进而影响摩擦力.
针对训练 2－1：如图 8－4－12 所示，足够长的光滑绝缘斜面与水平面间的夹角为 α（sin α=0.6），放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度 E=50 V/m，方向水平向左，磁场 方向垂直纸面向外.一个电荷量 q=+4.0×10-2 C，质量 m=0.40 kg 的光滑小球，以初速度 v0=20 m/s 从斜面底端向上滑，然后又下滑，共经过 3 s 脱离斜面.求磁场的磁感应强度.（g 取 10 m/s2）
方法技巧：带电粒子分别在两个区域中做类平抛运动和匀速圆周运动，通过连接点的速度 将两种运动联系起来.
针对训练 1－1：如图 8－4－9 所示，在 x 轴上方有垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场，磁感 应强度为 B；在 x 轴下方有沿 y 轴负方向的匀强电场，场强为 E.一质量为 m、电荷量为－q 的 粒子从坐标原点 O 沿着 y 轴正方向射出，射出之后，第三次到达 x 轴时，它与点 O 的距离为 L， 求此粒子射出时的速度 v 的大小和运动的总路程 s（重力不计）.
mg cos
故 B=
qv
E sin
v
0.40 10 0.8 4.0 10 2 10
T
50 0.6 10
T=5 T.
答案：5 T
类型三：带电粒子在复合场中的一般曲线运动 【例 3】 如图 8－4－13 所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里） 的匀强磁场，一粒子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动， 到达 B 点时速度为零，C 为运动的最低点，不计重力，则（ ）
高考物理一轮复习人教版带电粒子在复合场中的运动名师制作精品课件(54张)
知识梳理
栏目索引
3.如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为E,方向 竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,一质量为m的带电 粒子,在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电粒子
(
C )
知识梳理
栏目索引
mg A.带有电荷量为 的正电荷 E
B.沿圆周逆时针运动
(2)电子进入偏转电场做类平抛运动,在垂直于极板方向做匀加速直线 运动。设电子刚离开电场时垂直于极板方向偏移的距离为y
1 2
根据匀变速直线运动规律y= at2
根据牛顿第二定律a= = 电子在水平方向做匀速直线运动L=v0t
UL2 联立解得y= 4U 0 d y L/2 由图可知 = h L/ 2 x
深化拓展
栏目索引
2-1 (2017北京东城一模,22)如图所示,将一个质量为m、电荷量为+q的 小球,以初速度v0自h高处水平抛出。不计空气阻力影响。重力加速度 为g。 (1)求小球落地点与抛出点的水平距离。 (2)若在空间中加一个匀强电场,小球水平抛出后做匀速直线运动,求该 匀强电场的场强大小及方向。 (3)若在空间中除加(2)中电场外,再加一个垂直纸面的匀强磁场,小球水平 抛出后做匀速圆周运动,且落地点与抛出点的水平距离也为h,求磁场 的磁感应强度大小及方向。
T= m t=
2π
Bq
深化拓展
栏目索引
做功情况
电场力既改变速度方向,也改变速度的大小, 对带电粒子要做功
洛伦兹力只改变速度方向,不改变速度的大 小,对带电粒子永不做功
深化拓展
栏目索引
2.带电粒子在分离电场、磁场中运动问题的求解方法
深化拓展
栏目索引
2019版高考物理一轮复习 专题八 磁场 第3讲 带电粒子在复合场中的运动课件
11
12
2. “电偏转”和“磁偏转”的比较： 项目 垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转)
情景图
受力
F向 FBB总＝为指q变v向0力B圆，心大，小方不向变变，化方，F变E， ＝为 qE恒，力FE 大小、方向不
13
(续表) 项目
运动 规律
运动 时间 动能
垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转)
第3讲 带电粒子在复合场中的运动
1
1.复合场的分类 (1)叠加场：电场、___磁__场___、重力场共存，或其中某两个 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___交__替___出现.
2
2.带电粒子在复合场中的运动分类 (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，将处于静 止或做匀速直线运动状态. (2)匀速圆周运动 当带电粒子所受的___重__力___与___电__场__力_大小相等、方向相 反时，带电粒子在_洛__伦__兹__力_的作用下，在垂直于匀强磁场的平 面内做匀速圆周运动. (3)非匀变速曲线运动 当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与初速
(1)求粒子做匀速圆周运动的半径 R 和周期 T. (2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁 场方向垂直的匀强电场，求电场强度 E 的大小.
图 8-3-4
9
解：(1)洛伦兹力提供向心力，有 f＝qvB＝mvR2 带电粒子做匀速圆周运动的半径 R＝mqBv 匀速圆周运动的周期 T＝2πvR＝2qπBm. (2)粒子受电场力 F＝qE，洛伦兹力 f＝qvB.粒子做匀速直线 运动，则 qE＝qvB 电场强度 E 的大小 E＝vB.
度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时 粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线.
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2. “电偏转”和“磁偏转”的比较： 项目 垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转)
情景图
受力
F向 FBB总＝为指q变v向0力B圆，心大，小方不向变变，化方，F变E， ＝为 qE恒，力FE 大小、方向不
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(续表) 项目
运动 规律
运动 时间 动能
垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转)
第3讲 带电粒子在复合场中的运动
1
1.复合场的分类 (1)叠加场：电场、___磁__场___、重力场共存，或其中某两个 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___交__替___出现.
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2.带电粒子在复合场中的运动分类 (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，将处于静 止或做匀速直线运动状态. (2)匀速圆周运动 当带电粒子所受的___重__力___与___电__场__力_大小相等、方向相 反时，带电粒子在_洛__伦__兹__力_的作用下，在垂直于匀强磁场的平 面内做匀速圆周运动. (3)非匀变速曲线运动 当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与初速
(1)求粒子做匀速圆周运动的半径 R 和周期 T. (2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁 场方向垂直的匀强电场，求电场强度 E 的大小.
图 8-3-4
9
解：(1)洛伦兹力提供向心力，有 f＝qvB＝mvR2 带电粒子做匀速圆周运动的半径 R＝mqBv 匀速圆周运动的周期 T＝2πvR＝2qπBm. (2)粒子受电场力 F＝qE，洛伦兹力 f＝qvB.粒子做匀速直线 运动，则 qE＝qvB 电场强度 E 的大小 E＝vB.
度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时 粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线.
2019届高考物理一轮复习 第九章 磁场 第三节 带电粒子在复合场中的运动
由以上两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒
子质量、比荷．
1 2mU
qr2B2
2U
r＝_B_____q___，m＝__2_U______，mq ＝__B_2_r_2 _____．
2．速度选择器(如图所示) (1)平行板中电场强度 E 和磁感应强度 B 互相垂直．这种装置能把具有一定 速度的粒子选择出来，所以叫做速度 选择器． (2) 带 电 粒 子 能 够 沿 直 线 匀 速 通 过 速 度 选 择 器 的 条 件 是 _q_E_＝__q_v_B___，即 v＝EB.
因此液体流量 Q＝Sv＝π4d2·BUd＝_π_4d_BU_____．
【自我诊断】 判一判 (1)带电粒子在匀强磁场中只受洛伦兹力和重力时，不可能做 匀加速直线运动．( √ ) (2)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态．( × ) (3)带电粒子在复合场中不可能做匀速圆周运动．( × ) (4)不同比荷的粒子在质谱仪磁场中做匀速圆周运动的半径 不同．( √ )
A．质子被加速后的最大速度不可能超过 2πfR B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关 C．高频电源只能使用矩形交变电流，不能使用正弦式交变 电流 D．不改变 B 和 f，该回旋加速器也能用于加速 α 粒子
提示：选 A.由 T＝2πvR，T＝1f，可得质子被加速后的最大速 度为 2πfR，其不可能超过 2πfR，质子被加速后的最大速度 与加速电场的电压大小无关，选项 A 正确、B 错误；高频电 源可以使用正弦式交变电流，选项 C 错误；要加速 α 粒子， 高频交流电周期必须变为 α 粒子在其中做圆周运动的周期， 即 T＝2qπαmBα，故 D 错误．
5．电磁流量计
工作原理：如图所示，圆形导管直径为 d，
2019届一轮复习人教版 带电粒子在复合场中的运动问题 课件(46张)
������������ ������1 答案:(1)d= ������������
(2)0.230 m (3)见解析
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
-4-
解析:(1)作出临界轨道,由几何关系知 r=d,由
������ 1 得 d= ������������
������ ������
������ 5 4 ������
5 r2= r1,其运动情况如图 3
2 所示:
图2
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
-12-
(3)①当0.5v1<v<v1时,临界情况如图3所示。
图3 亮线范围是:y轴上-2d≤y≤-d。
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
-8-
当堂练1 (2018年5月温州新力量联盟高二期中联考)一束电子 束射入如图所示的组合磁场中,其中磁场Ⅰ的磁感应强度为B,方向 向里,磁场横向宽度为d,纵向延伸至无穷;磁场Ⅱ的磁感应强度为B, 方向向外,磁场横向宽度为3d,纵向延伸至无穷。以粒子进入磁场 点处为原点,射入方向为x轴正方向,建立平面直角坐标系。同时为 了探测电子的位置,在磁场Ⅰ的左侧边界铺设了荧光屏。已知电子 的比荷为k。忽略电子间的相互作用与重力作用。求:
考点1 考点2
-14-
考向2 电场+磁场 【典题2】离子注入机是将所需离子经过加速、选择、扫描从而 将离子“注入”半导体材料的设备。其整个系统如甲图所示。其工 作原理简化图如图所示。MN是理想平行板电容器,N板正中央有一 小孔A作为离子的喷出口,在电容器的正中间O1有一粒子源,该粒子 源能和电容器同步移动或转动。为了研究方便建立了如图所示的 3������ xOy平面,y轴与平行于y轴的直线(x= 4 )区域内有垂直纸面向里的 匀强磁场。粒子源持续不断地产生质量为m、电荷量为q的正粒子 (不计电荷间的相互作用、初速度和重力,不考虑磁场的边界效应)。
(2)0.230 m (3)见解析
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
-4-
解析:(1)作出临界轨道,由几何关系知 r=d,由
������ 1 得 d= ������������
������ ������
������ 5 4 ������
5 r2= r1,其运动情况如图 3
2 所示:
图2
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
-12-
(3)①当0.5v1<v<v1时,临界情况如图3所示。
图3 亮线范围是:y轴上-2d≤y≤-d。
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
专题三
第12讲
带电粒子在复合场中的运动问题
考点1 考点2
-8-
当堂练1 (2018年5月温州新力量联盟高二期中联考)一束电子 束射入如图所示的组合磁场中,其中磁场Ⅰ的磁感应强度为B,方向 向里,磁场横向宽度为d,纵向延伸至无穷;磁场Ⅱ的磁感应强度为B, 方向向外,磁场横向宽度为3d,纵向延伸至无穷。以粒子进入磁场 点处为原点,射入方向为x轴正方向,建立平面直角坐标系。同时为 了探测电子的位置,在磁场Ⅰ的左侧边界铺设了荧光屏。已知电子 的比荷为k。忽略电子间的相互作用与重力作用。求:
考点1 考点2
-14-
考向2 电场+磁场 【典题2】离子注入机是将所需离子经过加速、选择、扫描从而 将离子“注入”半导体材料的设备。其整个系统如甲图所示。其工 作原理简化图如图所示。MN是理想平行板电容器,N板正中央有一 小孔A作为离子的喷出口,在电容器的正中间O1有一粒子源,该粒子 源能和电容器同步移动或转动。为了研究方便建立了如图所示的 3������ xOy平面,y轴与平行于y轴的直线(x= 4 )区域内有垂直纸面向里的 匀强磁场。粒子源持续不断地产生质量为m、电荷量为q的正粒子 (不计电荷间的相互作用、初速度和重力,不考虑磁场的边界效应)。
2019高考物理一轮复习课件9.3带电粒子在复合场中的运动
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
电场 、 _____ 磁场 、重力场在同一区域共 (1) 复合场： _____
存，或其中两场在同一区域共存。
(2) 组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并
不重复，或在同一区域，电场、磁场分时间段交替出现 。
菜 单
高考总复习·物理
第九章
课 前 预 习 · 知 识 回 顾
课 下 作 业 · 素 养 提 升
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的
工作面应保持水平
菜
单
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第九章
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磁场
解析
若霍尔元件的载流子是自由电子，由左手定
则可知， 电子向 C 侧面偏转， 则电势差 UCD＜0， 选项 B UCD BdI 正确；由 e ＝evB 及 I＝neSv，得 UCD＝ (其中 n d neS 为霍尔元件单位体积内的自由电子数，d 为 C、D 两侧 面间距离，S 为电流方向上的横截面积)，仅增大磁感应
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菜
单
高考总复习·物理
第九章
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磁场
[审题探究]
(1)粒子在Ⅰ区射出点与射入点在同一
竖直线上，那么在 Ⅱ 区射出点与射入点的位置关系怎
样？ (2)粒子经Ⅱ区恰能返回A点，其隐含条件是什么？ [ 解析 ] (1)设粒子射入磁场 Ⅰ区的速度大小为 v，
课 下 作 业 · 素 养 提 升
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
在电场中运动，由动能定理有
1 2 1 2 qEd＝ mv － mv0 2 2 解得 v＝2v0。
2019年高考物理一轮复习第九章磁场第3讲带电粒子在复合场中的运动课件
(1)求此区域内电场强度的大小和方向。 (2)若某时刻微粒在场中运动到 P 点时，速度与水平方向的夹角为 60°， 且已知 P 点与水平地面间的距离等于微粒做圆周运动的半径。求该微粒运 动到最高点时与水平地面间的距离。 (3)当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的12(方向不 变，且不计电场变化对原磁场的影响)，且带电微粒能落至地面，求带电微 粒落至地面时的速度大小。
解析 (1)根据题意可大体画出粒子在组合场中的运动轨迹如图所示， 由几何关系得
rcos 45°＝h，
可得 r＝ 2h， 又 qv1B＝mrv12，
可得 v1＝qmBr＝
2qBh。 m
(2)设粒子第一次经过 x 轴的位置为 x1，到达 b 点时速度大小为 vb，结 合类平抛运动规律，有
vb＝v1cos 45°， 得 vb＝qmBh。 设粒子进入电场经过时间 t 运动到 b 点，b 点的纵坐标为－yb， 结合类平抛运动规律得 r＋rsin 45°＝vbt， yb＝12(v1sin 45°＋0)t＝ 22＋1h。
解析 带电微粒在有电场力、洛伦兹力和重力作用的区域能够做匀速 圆周运动，说明重力必与电场力大小相等、方向相反，由于重力方向总是 竖直向下，故微粒受电场力方向向上，从题图中可知微粒带负电，选项 A 正确；微粒分裂后只要比荷相同，所受电场力与重力一定平衡(选项 A 中的 等式一定成立)，只要微粒的速度不为零，必可在洛伦兹力作用下做匀速圆 周运动，选项 B 正确，D 项错误；根据半径公式 r＝mqBv可知，在比荷相同 的情况下，半径只跟速率有关，速率不同，则半径一定不同，选项 C 正确。
解析 由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力向上，而所受的电场力 向下，由运动轨迹可判断 qv 甲 B＞qE 即 v 甲＞EB，同理可得 v 乙＝EB，v 丙＜EB， 所以 v 甲＞v 乙＞v 丙，故 A 项正确，B 项错；电场力对甲做负功，甲的速度 一定减小，对丙做正功，丙的速度一定变大，故 C、D 项错误。
2019届高三物理人教版一轮课件：第九章第3讲 带电粒子在复合场中的运动
带电粒子垂直射入匀强电场，经电场偏转后从磁场的左边界上 M 点进入垂直纸面向外的匀强磁场中，最后从磁场的左边界上 q 的 N 点离开磁场．已知带电粒子的比荷 ＝3.2×109 C/kg，电 m 场强度 E＝200 V/m，M、N 间距 MN＝1 cm，金属板长 L＝ 25 cm， 粒子的初速度 v0＝4×105 m/s， 带电粒子重力忽略不计， 求：
第九章 磁场 第3讲 带电粒子在复合场中的运动
[考纲解读]
C
目 录
ONTENTS
[基础知识•自主梳理] [高频考点•分类突破]
[跟踪检测•巩固提升]
5 [课时作业]
[考纲解读]
1．知道复合场的常见类型． 2.会分析带电粒子在组合场、叠 加场中的运动问题． 3.会分析速度选择器、磁流体发电机、
质谱仪、回旋加速器等磁场的实际应用问题．
2．“电偏转”与“磁偏转”的比较 垂直电场线进入匀强电场(不计 重力) 受力 电场力 FE＝qE，其大小、方向不 情况 变，与速度 v 无关，FE 是恒力 垂直磁感线进入匀强 磁场(不计重力) 洛伦兹力 FB＝qvB， 其大小不变， 方向随 v 而改变，FB 是变力
垂直电场线进入匀强电场(不计 重力) 轨迹 运动 轨迹 抛物线
坐标系 xOy 中，第Ⅰ象限存在垂直于平 面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场，如图所示．一带 负电的粒子从电场中的 Q 点以速度 v0 沿 x 轴正方向开始运动，Q 点到 y 轴的距离为到 x 轴距离的 2 倍．粒子从坐标原点 O 离开电场进入磁场，最终从 x 轴上的 P 点射出磁场，P 点到 y 轴距离与 Q 点到 y 轴距离相等．不计粒 子重力，问： (1)粒子到达 O 点时速度的大小和方向； (2)电场强度和磁感应强度的大小之比．
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只受大小恒定的洛伦兹力F=qv0B,方向始终与 速度方向垂直 匀速圆周运动 圆或圆弧
qE t vx=v0 vy= m
mv 0 qv0B= R mv 0 R = qB
2
运动规律
x=v0 t
qEt 2 y= 2m
ห้องสมุดไป่ตู้
2 πm T= qB
动能变化 运动时间
动能增大
x t= v0
动能不变
C.运动的角速度为 D.运动的速度为 答案 C 带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,有mg=qE,求得电荷 量q= ,根据电场强度方向和电场力方向判断出粒子带负电,A错;由左 手定则可判断粒子沿顺时针方向运动,B错;由qvB=mvω得ω= = =
E = g ,C对,D错。 gB ,则
电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。
图1
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(1)求电子从金属板小孔穿出时的速度v0的大小; (2)示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图2所示, Y和Y'为间距为d的两个偏转电极,两板长度均为L,极板右侧边缘与屏相 距x,OO'为两极板间的中线并与屏垂直,O点为电场区域的中心点。接 (1),从金属板小孔穿出的电子束沿OO'射入电场中,若两板间不加电场, 电子打在屏上的O'点。为了使电子打在屏上的P点,P与O'相距h,已知电 子离开电场时速度方向的反向延长线过O点。则需要在两极板间加多 大的电压U;
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二、带电粒子在复合场中运动的几种情况
1.当带电粒子所受合外力为零时,将处于① 静止 或 ② 匀速直线运动 状态。 2.当带电粒子做匀速圆周运动时,③ 洛伦兹力 提供向心力,其余各力 的合力必为零。 3.当带电粒子所受合力大小与方向均变化时,将做非匀变速曲线运动。
这类问题一般只能用能量关系来处理。
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1.如图,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下, 磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两 极板。若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不
会改变 ( B )
A.粒子速度的大小 C.电场强度 B.粒子所带的电荷量 D.磁感应强度
2.三种场的比较
力的特点
功和能的特点
重力场
大小:G=① mg
方向:② 竖直向下
重力做功与路径③ 无关
重力做功改变物体重力势能 电场力做功与路径⑦ 无关
静电场
大小:F=④ Eq
方向:正电荷受力方向与场强方向⑤ 一致 ;负 W=qU 电荷受力方向与场强方向⑥ 相反 磁场 洛伦兹力F=qvB; 方向符合左手定则 电场力做功改变⑧ 电势能 洛伦兹力不做功,不改变带电 粒子的⑨ 速度大小
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第3讲 带电粒子在复 合场中的运动
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一、复合场
1.定义:复合场是指电场、磁场、重力场并存,或其中某两种场并存的 场。带电粒子在这些复合场中运动时,应充分考虑电场力、洛伦兹力和 重力的作用或其中某两种力的作用,因此对粒子的运动形式的分析就显 得极为重要。
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T= m t=
2π
Bq
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做功情况
电场力既改变速度方向,也改变速度的大小, 对带电粒子要做功
洛伦兹力只改变速度方向,不改变速度的大 小,对带电粒子永不做功
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2.带电粒子在分离电场、磁场中运动问题的求解方法
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1-1 (2017北京西城期末,19)利用电场和磁场来控制带电粒子的运动, 在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图1所示为电子枪的 结构示意图,电子从炽热的金属丝中发射出来,在金属丝和金属板之间 加以电压U0,发射出的电子在真空中加速后,沿电场方向从金属板的小 孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力及
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3.如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为E,方向 竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,一质量为m的带电 粒子,在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电粒子
(
C )
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mg A.带有电荷量为 的正电荷 E
B.沿圆周逆时针运动
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答案 CD 由于P处于静止状态,由受力分析知电场力方向向上,则P带 负电。若撤去电场,油滴在重力作用下运动,受重力和磁场力作用,由于 磁场方向与速度垂直,油滴必做曲线运动,故A错。若撤去磁场,受重力 和电场力仍处于平衡状态,故B错。若所给初速度的方向与磁场方向平 行,油滴只受重力和电场力处于平衡状态,做匀速直线运动。若所给初 速度的方向向上与磁场方向垂直,合力等于洛伦兹力,油滴做顺时针方 向的匀速圆周运动,故C、D正确。
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图2 (3)电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图3所示,有一
半径为r的圆形区域,圆心a与屏相距l,b是屏上的一点,ab与屏垂直。接
qB mgB m Em
mg E
Bg E
E B
E
B w
深化拓展
栏目索引
深化拓展
考点一
考点二
带电粒子在电场和磁场中的运动比较
带电粒子在复合场中的运动
考点三
带电粒子在交变复合场中的运动
深化拓展
栏目索引
深化拓展
考点一
带电粒子在电场和磁场中的运动比较
1.“磁偏转”和“电偏转”的区别
深化拓展
匀强电场中的偏转 偏转产 生条件 受力特征 只受恒定的电场力F=Eq,方向与初速度方向 垂直 运动性质 轨迹 运动 轨迹图 匀变速曲线运动(类平抛) 抛物线 带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场 匀强磁场中的偏转 带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场
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答案 B 粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,其受力平衡,有Eq= Bqv,则知当粒子所带的电荷量改变时,粒子所受的合力仍为0,运动轨迹 不会改变,故B项正确。
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2.(多选)如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方 向竖直向下,磁场方向水平(图中垂直纸面向里),一带电油滴P恰好处于 静止状态,则下列说法正确的是 ( CD ) A.若撤去电场,P可能做匀加速直线运动 B.若撤去磁场,P可能做匀加速直线运动 C.若给P一初速度,P可能做匀速直线运动 D.若给P一初速度,P可能做顺时针方向的匀速圆周运动