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        首页 高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考点例析:考点九 带电粒子在复合场中…

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考点例析:考点九 带电粒子在复合场中的运动.ppt

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考…

        简介:本文档为《高考人教四川专版物理选修3-1课件 第2部分 高考九大高频考点例析:考点九 带电粒子在复合场中的运动ppt》,可适用于人文社科领域

        题型特点  带电粒子在复合场中的运动问题主要涉及带电粒子在复合场中的平衡问题直线运动问题和曲线运动问题有时也涉及高科技仪器的原理及应用。如:回旋加速器、速度选择器等。解题方略()复合场是指电场、磁场、重力场的组合带电粒子在复合场中运动时受到重力、电场力、磁场力的作用重力和电场力往往是恒定的磁场力的大小和方向随粒子运动速度的变化而变化。()带电粒子在分区域的电场、磁场的组合场中运动时要注意粒子受力情况和运动情况的分析结合力学中的牛顿运动定律、运动的合成与分解、功能关系等进行求解。例证 (middot浙江高考)如图所示两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的?#20063;?#21306;域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷图口靠近上板下表面?#20248;?#21475;连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U墨滴在电场区域恰能沿水平向?#26131;鱸人?#30452;线运动进入电场、磁场共存区域后最终垂直打在下板的M点。()判断墨滴所带电荷的种类并求其电荷量()求磁感应强度B的值()?#30452;?#25345;喷口方向不变使其竖直下?#39057;?#20004;板中间的位置。为了使墨滴?#38405;?#21040;达下板M点应将磁感应强度调至Bprime则Bprime的大小为多少?解析 ()墨滴在电场区域做?#20154;?#30452;线运动有qeqf(U,d)=mg①由①式得q=eqf(mgd,U)②由于电场方向向下电荷所受电场力向上可知:墨滴带负电荷。③()墨?#26410;?#30452;进入电、磁场共存区域重力仍与电场力平衡合力等于洛伦兹力墨滴做?#20154;?#22278;周运动有qvB=meqf(voal(,),R)④考虑墨滴进入磁场和撞板的?#36127;?#20851;系可知墨滴在该区域恰好完成四分之?#36745;?#21608;运动则半径R=d⑤由②、④、⑤式得B=eqf(vU,gd)⑥()根据题设墨滴运动轨迹如图设圆周运动半径为Rprime有qvBprime=meqf(voal(,),Rprime)⑦由图示可得图Rprime=d+(Rprime-eqf(d,))⑧得Rprime=eqf(,)d⑨?#24471;?#38543;轨道半径r的增大同一盒中相邻轨道的半径之差Deltar减小。因U、q、m、B均为定值令C=eqf(mU,qB)由上式得Deltark=eqf(C,rk+rk+)相邻轨道半径rk+、rk+之差Deltark+=rk+-rk+同理Deltark+=eqf(C,rk++rk+)因为rk+rk比较Deltark、Deltark+得Deltark+Deltark联立②、⑦、⑨式可得Bprime=eqf(vU,gd)答案 ()负电荷 eqf(mgd,U) ()eqf(vU,gd) ()eqf(vU,gd)针对?#30423;罰?middot平川模拟)如图所示粗糙的足够长的竖直木杆上?#23376;?#19968;个带电的小球整个装置处在由水平匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中小球由静止开始下滑在整个运动过程中小球的v-t图像如图所示其中正确的是(  )图图答案:C解析:小球下滑过程中qE与qvB反向开始下落时qEqvB所以a=eqf(mg-mu?qE-qvB?,m)随下落速度v的增大a逐渐增大当qEqvB之后其a=eqf(mg-mu?qvB-qE?,m)随下落速度v的增大a逐渐减小最后a=小球?#20154;?#19979;落故图C正确A、B、D错误。.(middot新课标全国卷)如?#23478;?#21322;径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场一质?#35838;猰、电荷?#35838;猶的粒子沿图中直线在圆上的a图点射入柱形区域在圆上的b点离开该区域离开时速度方向与直线垂直。圆心O到直线的距离为eqf(,)R。现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域也在b点离开该区域。若磁感应强度大小为B不计重力求电场强度的大小。解析:粒子在磁场中做圆周运动。设圆周的半径为r由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvB=meqf(v,r)①式中v为粒子在a点的速度。过b点和O点作直线的垂线分别与直线交于c和d点。由?#36127;?#20851;系知线段eqxto(ac)、eqxto(bc)和过a、b两点的轨迹?#19981;?#30340;?#25945;?#21322;径(未画出)围成一正方形。因此eqxto(ac)=eqxto(bc)=r②设eqxto(cd)=x由?#36127;?#20851;?#26723;胑qxto(ac)=eqf(,)R+x③eqxto(bc)=eqf(,)R+eqr(R-x)④联立②③④式得r=eqf(,)R⑤再考虑粒子在电场中的运动。设电场强度的大小为E粒子在电场中做类平抛运动。设其加速度大小为a由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE=ma⑥粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r由运动学公式得r=eqf(,)at⑦r=vt⑧式中t是粒子在电场中运动的时间。联立①⑤⑥⑦⑧式得E=eqf(qRB,m)⑨答案:eqf(qRB,m).(middot?#19981;?#39640;考)如图所示在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场磁感应强度为B磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向?#38405;?#19968;速度射入带电粒子恰好做?#20154;?#30452;线运动经t时间从P点射出。图()求电场强度的大小和方向。()若仅撤去磁场带电粒子?#28304;覱点以相同的速度射入经eqf(t,)时间恰?#24433;?#22278;形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。()若仅撤去电场带电粒子?#28304;覱点射入但速度为原来的倍求粒子在磁场中运动的时间。解析:()设带电粒子的质?#35838;猰电荷?#35838;猶初速度为v电场强度为E。可判断出粒子受到的洛伦兹力沿x轴负方向于是可知电场强度沿x轴正方向且有qE=qvB①又R=vt②则E=eqf(BR,t)③()仅有电场时带电粒子在匀强电场中做类平抛运动在y方向的位移为y=veqf(t,)④由②④式得y=eqf(R,)⑤设在水平方向的位移为x因射出位置在半圆形区域边界上于是x=eqf(r(),)R又由x=eqf(,)a(eqf(t,))⑥得a=eqf(r()R,toal(,))⑦()仅有磁场时入射速度vprime=v带电粒子在匀强磁场中做?#20154;?#22278;周运动设轨道半径为r由牛顿第二定律有qvprimeB=eqf(mvprime,r)⑧又qE=ma⑨由③⑦⑧⑨式得r=eqf(r()R,)⑩由?#36127;?#30693;识sinalpha=eqf(R,r)?即sinalpha=eqf(r(),)alpha=eqf(pi,)?带电粒子在磁场中运动周期T=eqf(pim,qB)则带电粒子在磁场中运动时间tB=eqf(alpha,pi)T所以tB=eqf(r()pi,)t?答案:()eqf(BR,t) 沿x轴正方向 ()eqf(r()R,toal(,)) ()eqf(r()pi,)t

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