高考物理二轮复习专题三电场和磁场第2讲带电粒子在复合场中的运动课件.ppt

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1、第2讲　带电粒子在复合场中的运动图1A.霍尔元件前表面的电势低于后表面B.若电源的正负极对调，电压表将反偏C.IH与I成正比D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比答案CD图2(1)求原本打在MN中点P的离子质量m；(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数。(取lg2＝0.301，lg3＝0.477，lg5＝0.699)图3(1)出射粒子的动能Em；(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0；(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件。[考情分析]带电粒子在

2、复合场中的运动是高考的重点和热点，如在复合场中的直线运动以及依次通过电场和磁场的运动，题目与共点力平衡、牛顿运动定律、能量守恒、动能定理、圆周运动等联系在一起，且多与实际问题相结合，主要考查学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力，题目综合性强、难度大。201420152016带电粒子在复合场中的运动T9：霍尔元件T15：带电粒子在电磁场中的运动T15：回旋加速器带电粒子在组合场中的运动[规律方法]带电粒子在组合场中运动的处理方法1.如图4所示，在直角坐标系xOy平面内有一矩形区域MNPQ，矩形区域内有水平向右的匀强电场，场强为E；在y≥0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀

3、强磁场，半径为R的光滑绝缘空心半圆管ADO固定在坐标平面内，半圆管的一半处于电场中，圆心O1为MN的中点，直径AO垂直于水平虚线MN。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从半圆管的O点由静止释放，进入管内后从A点穿出恰能在磁场中做半径为R的匀速圆周运动，当粒子再次进入矩形区域MNPQ时立即撤去磁场，此后粒子恰好从QP的中点C离开电场。求：[精典题组]图4(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)矩形区域的长度MN和宽度MQ应满足的条件？(3)粒子从A点运动到C点的时间。2.如图5所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1＝0.20T，方向垂直纸面向

4、里，电场强度E1＝1.0×105V/m，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角∠AOy＝45°，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2＝0.25T，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度E2＝5.0×105V/m。一束带电荷量q＝8.0×10－19C、质量m＝8.0×10－26kg的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0，0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区，多次穿越边界线OA。求：图5(1)离子运动的速度；(2)离子从进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间。答案(1)5.0×10

5、5m/s(2)8.28×10－7s带电粒子在叠加复合场中的运动[规律方法]关注几场叠加，构建运动模型，优选规律解题[精典题组]图6(1)粒子a第一次在第Ⅲ、Ⅳ象限复合场中运动的时间之比；(2)粒子b在第Ⅳ象限内复合场中运动的轨迹半径。解析(1)粒子a进入复合场区中，电场力和重力平衡，qE＝mg，粒子a在第Ⅲ象限做匀速圆周运动，画出粒子a的运动轨迹，如图所示，答案(1)1∶4(2)4l图7(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。解析(1)小球匀速直线运动时受力如图，其所受的三个力在同一平面内，合力为零，有(2)解法一撤去

6、磁场，小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动，如图所示，设其加速度为a，有答案(1)20m/s与电场方向成60°角斜向上(2)3.5s带电粒子在电磁场中的运动与现代科技的综合[规律方法]模型选择是解题前提，受力分析是解题方法中学阶段常见的带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动的几种模型有①速度选择器、②回旋加速器、③质普仪、④磁流体发电机、⑤霍尔元件、⑥电磁流量计等。①、④、⑤和⑥的共同特征是粒子在其中只受电场力和洛伦兹力作用，并且最终电场力和洛伦兹力平衡。1.如图8所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴

7、正向加恒定的匀强磁场B。图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则()[精典题组]图8A.a处电势高于b处电势B.a处离子浓度大于b处离子浓度C.溶液的上表面电势高于下表面的电势D.溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度答案B2.(2016·全国卷Ⅰ，15)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图9所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正