专题07 带电粒子在复合场中的运动（教学案）-2017学年高考二轮复习物理（附解析）

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1、韩老师编辑专题07带电粒子在复合场中的运动（教学案）-2017年高考物理二轮复习预计2017年高考对该部分内容的考查主要是：(1)考查带电粒子在组合场中的运动问题；(2)考查带电粒子在复合场中的运动问题；(3)考查以带电粒子在组合场、复合场中的运动规律为工作原理的仪器在科学领域、生活实际中的应用．一、带电粒子在组合复合场中的运动“电偏转”和“磁偏转”的比较垂直进入磁场(磁偏转)垂直进入电场(电偏转)情景图受力FB＝qv0B大小不变，方向总指向圆心，方向变化，FB为变力FE＝qE，FE大小、方向不变，为恒力运动规律匀速圆周运动r＝，T＝类平抛运动vx＝v0，vy＝tx＝v0t，y＝t2运动时

2、间t＝T＝t＝，具有等时性动能不变变化32韩老师编辑二、带电粒子在叠加复合场中的运动考点一　带电粒子在叠加场中的运动分析例1、如图1所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.5T，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E＝2N/C.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场，并在y>h＝0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场．一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ＝45°)，并从原点O进入第一象限．已知重力加速度g＝10m

3、/s2，问：图1(1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；(2)油滴在P点得到的初速度大小；(3)油滴在第一象限运动的时间．32韩老师编辑(1)根据受力分析(如图)可知油滴带负电荷，设油滴质量为m，由平衡条件得：mg∶qE∶F＝1∶1∶.(2)由第(1)问得：mg＝qEqvB＝qE解得：v＝＝4m/s.答案　(1)1∶1∶　油滴带负电荷　(2)4m/s(3)0.828s【变式探究】如图2，水平地面上方有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直挡板，板高h＝9m，与板上端等高处水平线上有一P点，P点离挡板的距离x＝3m．板的左侧以及板上端与P点的连线上方

4、存在匀强磁场和匀强电场．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B＝1T；比荷大小＝1.032韩老师编辑C/kg可视为质点的小球从挡板下端处小孔以不同的速度水平射入场中做匀速圆周运动，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，小球最后都能经过位置P，g＝10m/s2，求：图2(1)电场强度的大小与方向；(2)小球不与挡板相碰运动到P的时间；(3)要使小球运动到P点时间最长应以多大的速度射入？答案　(1)10N/C，方向竖直向下　(2)π＋arcsin(s)(3)3.75m/s解析　(1)由题意可知，小球带负电，因小球做匀速圆周运动，有：Eq＝mg得：E＝＝10N/C，方向竖直向下

5、.(2)小球不与挡板相碰直接到达P点轨迹如图：有：(h－R)2＋x2＝R2得：R＝5m设PO与挡板的夹角为θ，则sinθ＝＝小球做圆周运动的周期T＝设小球做圆周运动所经过圆弧的圆心角为α，则t＝运动时间t＝＝π＋arcsin(s)．32韩老师编辑洛伦兹力提供向心力：qvB＝m得：v＝3.75m/s.【方法技巧】带电粒子在叠加场中运动的处理方法1．弄清叠加场的组成特点．2．正确分析带电粒子的受力及运动特点．3．画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律(1)若只有两个场且正交，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止．例如电场与磁场中满足qE＝qvB；重力场与磁场中满足mg＝qvB；重力场与电场

6、中满足mg＝qE.(2)若三场共存时，合力为零，粒子做匀速直线运动，其中洛伦兹力F＝qvB的方向与速度v垂直．(3)若三场共存时，粒子做匀速圆周运动，则有mg＝qE，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即qvB＝m.(4)当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．考点二带电粒子在组合场中的运动分析例2、如图3所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距为6L.两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN为理想分界面．Ⅰ区的磁感应强度为B032韩老师编辑，方向垂直纸面向外，A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2，两孔与分界面MN的距

7、离为L.质量为m、电量为＋q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN上的P点，再进入Ⅱ区．P点与A1板的距离是L的k倍．不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑．图3(1)若k＝1，求匀强电场的电场强度E；(2)若2