2014届高考物理一轮复习带电粒子在复合场中的运动教学案2

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1、带电粒子在复合场中的运动一.考点整理基本概念1.复合场：指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在.从场的复合形式上一般可分为如下四种情况：①相邻场；②重叠场；③交替场；④交变场.2.三种场：场力的特征功和能特点重力场大小：G-/ng；方向：做功与路径无关，重力做改变物休重力势能静电场大小：F=；方向：正电荷与F同向做功与路径无关，电场力做改变物体电势能磁场安培力尸二;方向：右手定则洛仑兹力f二；方向：右手定则洛仑兹力不做功，不改变带电粒子动能3.带电粒子在复合场中的运动分类：①静止或匀速直线运动

2、：当带电粒子在复合场中所受为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动；②匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力相等，相反时，带电粒子在力的作用下，在垂直丁的平面内做匀速圆周运动；③一般的曲线运动：当带电粒了所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条宜线上，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；④分阶段运动：带电粒子口J能依次通过几个情况不同的复合场区域，运动情况随区域发生变化，运动过程由几种不同的运动阶段组成.4.电场磁场同区域应用实例(1)速度选择器：原理图如图所示，平

3、行板屮电场强度E和磁感应强度〃互相垂直.这种装駅能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器.带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是应=q%B,即仏=.⑵磁流体发电机：原理图如图所示，磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能宜接转化为电能.根据左手定则，如图中的〃是发电机极.磁流体发屯机两极板间的距离为1，等离了体速度为v,磁场磁感应强度为B,则两极板间能达到的最人电势差〃二・电源电阻尹=P1/S,外电阻斤中的电流可由闭合电路欧姆定律求川，即1=E2R+A=BIvSMRS+pB.⑶电磁流量计：原理图如

4、图所示，圆形导管直径为d,用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(止、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，弘力间岀现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即：qvB-qE=qU/D,所以v=,因此液体流量所以Q=vS=.⑷霍尔效应：原理图如图所示，在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上岀现了电势差，这种现象称为霍尔效应.所产生的电势差称为霍尔电势并.当达到稳定状态时，都存在

5、电场力和洛伦兹力平衡的关系，即qU/dxaxxxbxx二qvB＞霍尔电势差/=二•思考与练习思维启动xBXXXPXXXXXXXXXXXX()1.如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂玄纸面向里，则下列说法正确的是A.小球一定带正电B.小球一定带负电C.小球的绕行方向为顺时针D.改变小球的速度人小，小球将不做圆周运动1.如图所示，空间存在相互垂宜的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖氏向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴户恰好处于静止状态，则下列说法正确的是（）A.

6、若仅撤去磁场，"可能做匀加速直线运动B.若仅撤去电场，P口J能做匀加速直线运动C.若给P—初速度，戶不可能做匀速直线运动D.若给戶一初速度，P可能做匀速圆周运动1.如图所示，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.[二场方向垂宜于纸面向里.一带电粒了以某一速度沿水平玄线通过两极板.若II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（）A.粒子速度的大小B.粒子所带的电荷量C.电场强度D.磁感应强度典型问题K考点口带电粒了在分离复合场屮的运动【例1】如图所示，一半径为水的圆表不

7、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，一质量为加电荷量为g的粒子沿图中直线在圆上的*点射入柱形区域，在圆上的力点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直.圆心。到直线的距离为0.6斤.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曰点射入柱形区域，也在力点离开该区域.若磁感应强度大小为〃，不计重力，求电场强度的大小.一・・，，【变式跟踪1】如图所示，为空间直角坐标系，〃与y轴正方向成8=30°角.在第四象限和第一象限的刑加区域存在磁感应强度为〃的匀强磁场，在

8、兀区域存在足够人的匀强电场，电场方向与〃平行，一个带电荷量为+Q,质量为刃的带电粒了从-y轴上的A（0,-。点，平行于x轴方向射入匀强磁场，离开磁场时速度方向恰与阂垂直，粒子在匀强电场中经时间f后再次经过.Y轴，粒子重力忽略不计.求：（1）从粒子开始进入磁场到刚进入电场的时间t1；⑵匀强电场的电场强度应的人小.K考点2』带电粒子在叠加复合场中的运动【例2］如图所示的平行板之间，存在着相