《部分专题三第八讲》PPT课件

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1、第八讲　带电粒子在复合场中的运动重点知识归纳一、带电粒子在复合场中的运动规律1．复合场及分类复合场是指重力场、电场、磁场并存的场,在中学中常有四种组合形式：①电场与磁场的复合场；②磁场与重力场的复合场；③电场与重力场的复合场；④电场、磁场与重力场的复合场．运动形式受力实质规律选用匀速直线运动F合＝0平衡条件匀变速运动直线F合＝恒量F合与v共线牛顿定律,也可用动能定理、动量定理曲线F合与v不共线可分解为直线运动处理,也可直接用功能关系2．常见运动形式运动形式受力实质规律选用匀速圆周运动F合＝Fn大小一定,方向总指向圆心,切向合力为0,法向合力为Fn

2、牛顿定律一般圆周运动F合一般不是向心力,但法向合力为Fn牛顿定律分析某点受力,动能定理分析过程中功、能转化关系一般曲线运动F合≠0,指向曲线凹侧动能定理、能的转化守恒3.处理复合场问题的前提判断带电粒子的重力是否可以忽略，这要依据具体情况而定，电子、质子、离子等微观粒子无特殊说明一般不计重力；带电小球、尘埃、油滴、液滴等带电颗粒无特殊说明一般要考虑重力；如果有具体数据，可通过比较确定是否考虑重力．2．“分阶段”类型(1)质谱仪．(2)回旋加速器．共同规律是带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转．如回旋加速器：①为使粒子在加速器中不断被加速，加速电场的

3、周期必须等于粒子做圆周运动的周期．热点题型示例热点一带电粒子在“组合场”中的运动1．“组合场”的特点组合场是指电场与磁场同时存在，但各位于一定的区域内且并不重叠的情况．带电粒子在一个场中只受一个场力的作用．2．“组合场”问题的处理方法对于带电粒子在分区域的电场、磁场中的运动,处理办法最简单的就是进行分段处理,关键是要注意在两种区域的交界处的边界问题的处理与运动的连接问题．3．解题步骤(1)分析带电粒子在每个场中的受力情况及运动规律．(2)正确画出粒子的运动轨迹,并标出在交界位置的速度的方向．(3)利用各自场中的运动规律列方程求解．(2011年高考

4、押题卷)如图8－1所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45°且斜向上方.现有一质量为m、电荷量为q的正粒子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该粒子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该粒子经C点时的速度方向与x轴的夹角为45°.不计粒子的重力,设磁场区域和电场区域足够大.求：例1(1)C点的坐标；(2)粒子从A点出发到第三次穿越x轴所需要的时间；(3)粒子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角．图8－1图8－2

5、强化训练1(2011年高考大纲全国卷)如图8－3,与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域.一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平向右射入Ⅰ区.粒子在Ⅰ区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在Ⅱ区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点P0的距离.粒子的重力可以忽略．图8－31．首先要弄清是一个怎样的复合场．其次，要正确地对带电粒子进行受力分析和运动过程分析．最后，选择合适的动力学方程进行求解．2.带电粒子在复合

6、场中的运动问题除了利用动力学观点、能量观点来分析外,还要注意电场和磁场对带电粒子的作用特点,如电场力做功与路径无关,洛伦兹力方向始终和运动方向垂直且永不做功等.热点二带电粒子在复合场中的运动3．当带电粒子在复合场中做直线运动时,一定是做匀速直线运动,根据平衡条件列方程求解.4．当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,应用牛顿第二定律(洛伦兹力提供向心力)和平衡条件列方程联立求解.5．当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时,选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.(2010年高考安徽理综卷)如图8－4甲所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)

7、,存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示),电场强度的大小为E0,E＞0表示电场方向竖直向上.t＝0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量.例2图8－4(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；(2)求电场变化的周期T；(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值．图8－5图8－6强化训练2(2011年吉林市

8、高三检测)如图8－7所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x＞0的空间里有沿x