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《2018年高考物理难点突破名师讲练：带电粒子在复合场中的运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2018年高考物理难点突破名师讲练：带电粒子在复合场中的运动状元必读［明确寺点台汪里难点】一、考点突破考点内容考试要求带电粒子在重力场、电场和磁场中的运动。II二、重难点提示带电粒子在重力场、电场和磁场的复合场中的运动，其受力情况和运动图景都比较复杂,但其本质是力学问题，应按力学的基本思路，运用力学的基本规律研究和解决。此类问题既是重点也是难点。也审状元典0U【陂空例題別萌累活解題思维】能力提升类例1如下图所示，两虚线之间的空I'可内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电小球（电量为+g,质量为〃7）从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下
2、列哪个电磁复合场（）♦gm♦gm1IBABC一点通：利用三力受力情况求解。解析：B//vff=O,qE=mg；B丄％三力平衡答案:D例2如图所示，套在绝缘的长直棒上的小球，其质量为〃?、带电量为+g.小球可在棒上滑动，将此棒放在互相垂直、方向如图所示的匀强电场和匀强磁场屮，电场强度大小为&磁感强度大小为3,小球与棒的滑动摩擦因数为〃，求小球由静止下落的最大加速度和最人速度。(设小球的带电量不变)一点通：根据支持力的大小及方向的变化求解。解析：小球下滑开始阶段的受力情况如图甲所示，根据牛顿第二定律有mg—f.iF^=ma其中Fn=E$—Bqv,当速度增大到B刖i=Eq时,尽=0,Ff=O,则4n
3、ax—当速度V大于申时，小球的受力情况如图乙所示这吋F<=Bqv—Eq,当驱=〃用吋，速度最大，即mg=y(Bqgax—Eq)卩Eq恤x_pqB•答案：g,哗+pEqMB综合运用类例1如图所示，磁流体发电机的极板相距〃=0.2m,极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，3=1.0T。外电路中可变负载电阻7?用导线与极板相连。电离气体以速率v=1100m/s沿极板射入，极板间电离气体等效内阻厂=0.1Q,试求此发电机的最大输出功率为多大？一点通：由电场、电路及平衡规律来求解。解析：由离子受力平衡时得qvB=c]E=^所以板间电压为U=Ed=Bud此发电机的电动势为E源=U=Bvd=L0U100x0.2
4、V=220V当可变电阻调到/?=r=0.1Q时，电源的输出功率最大，最大输出功率为黑、2成2202,Pmax=（去）*r=47=4^0JW=121kWo答案：121kW例2如图所示，水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，与B球间的动摩擦因数为“=0.5,右侧光滑。MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场。在O点用长为A=0.5m的轻质绝缘细绳，拴一个质量加A=0.04kg,带电量为q=4~2><10'4C的小球在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺吋针匀速圆周运动，小球力运动到最低点吋与地面刚好不接触。处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量WB=
5、0.02kg,此时B球刚好位于M点。现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点，弹簧仍在弹性限度内且此时弹簧的弹性势能£P=0.26J,MP之间的距离为厶=10cm,当撤去推力后，B球沿地面向右滑动恰好能和力球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（力、B、C均可视为质点），碰撞前后电荷量保持不变，碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=1.3xl0°N/C,电场方向不变。求：（取g=10m/s2）（1）A.B两球在碰撞前匀强电场的大小和方向；（2）A.〃两球在碰撞后瞬间整体C的速度大小及绳子拉力大小;（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小。OvB—5m/s/zzzzzzzz一点通：由圆周运动和能
6、量关系来求解。解析：（1）要使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，必须满足Ffti=Eq=mAg所以£=^=2X103N/C方向竖直向上q（2）设小球B运动到M点时速度为％,由功能关系得EP~pnBgL=^mB两球碰后结合为C,设C的速度为儿，由动量守恒定律得mAV~mBVB=mcVv]=5m丨s2电场变化后，因Eq-mcg=2Nmc器=3N2所以百-mcg+Efq-mc计则f2=in设到最高点时速度为叫，由动能定理得:—mcv}mcv=Efq2R-rncg2R在最高点由牛顿运动定律得：F2^mcg-E7]=mc^-R求得鬥='3N(3)13N答案：（1）2X103N/C方向竖直向上（2）5m
7、/sIN思维拓展类例1如图，Ox、Oy.Oz为相互垂直的坐标轴，Oy轴在竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为3。现有一质量为加、电量为q的小球从坐标原点0以速度勺沿Ox轴正方向抛出（不计空气阻力，重力加速度为g）。求：（1）若在整个空间加一匀强电场Q,使小球在x0z平面内做匀速圆周运动,求场强£/和小球运动的轨道半径；（2）若在整个空间加一匀强电场乙2，使小球沿Ox轴做匀速直
