2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)課件學(xué)案練習(xí)（打包12套）.zip,2019,高考,物理,一輪,復(fù)習(xí),第九,磁場(chǎng),課件,練習(xí),打包,12 磁場(chǎng) 第九章 第26講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 欄目導(dǎo)航 1 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1 復(fù)合場(chǎng)與組合場(chǎng) 復(fù)合場(chǎng) 電場(chǎng) 重力場(chǎng)共存 或其中某兩場(chǎng)共存 組合場(chǎng) 電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi) 并不重疊 或在同一區(qū)域 電場(chǎng) 磁場(chǎng)分時(shí)間段或分區(qū)域交替出現(xiàn) 磁場(chǎng) 2 三種場(chǎng)的比較 mg 豎直向下 路徑 重力勢(shì)能 qE 相同 相反 路徑 qU 電勢(shì)能 qvB 左手 動(dòng)能 3 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí) 將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做 勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小 方向 時(shí) 帶電粒子在洛倫茲力的作用下 在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做 運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng) 相等 相反 勻速圓周 較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化 且與初速度方向不在同一條直線上時(shí) 粒子做 變速曲線運(yùn)動(dòng) 這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧 也不是拋物線 分階段運(yùn)動(dòng)帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域 其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化 其運(yùn)動(dòng)過程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成 非勻 2 電場(chǎng) 磁場(chǎng)分區(qū)域應(yīng)用實(shí)例 1 質(zhì)譜儀 構(gòu)造 如圖甲所示 由粒子源 加速電場(chǎng) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片等構(gòu)成 2 回旋加速器 構(gòu)造 如圖乙所示 D1 D2是半圓形金屬盒 D形盒的縫隙處接交流電源 D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 3 電場(chǎng) 磁場(chǎng)同區(qū)域并存的實(shí)例 勻速直線 Bv0d 磁場(chǎng)方向 電勢(shì)差 1 判斷正誤 1 利用回旋加速器可以將帶電粒子的速度無限制地增大 2 粒子能否通過速度選擇器 除與速度有關(guān)外 還與粒子的帶電正負(fù)有關(guān) 3 磁流體發(fā)電機(jī)中 根據(jù)左手定則 可以確定正 負(fù)粒子的偏轉(zhuǎn)方向 從而確定正 負(fù)極或電勢(shì)高低 4 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受洛倫茲力情況下的直線運(yùn)動(dòng)一定為勻速直線運(yùn)動(dòng) 5 質(zhì)譜儀是一種測(cè)量帶電粒子質(zhì)量并分析同位素的儀器 2 多選 如圖所示 一帶電小球在一正交電場(chǎng) 磁場(chǎng)區(qū)域里做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 電場(chǎng)方向豎直向下 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 則下列說法正確的是 A 小球一定帶正電B 小球一定帶負(fù)電C 小球的繞行方向?yàn)轫槙r(shí)針D 改變小球的速度大小 小球?qū)⒉蛔鰣A周運(yùn)動(dòng) BC 3 如圖所示 一束粒子 不計(jì)重力 初速度可忽略 緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場(chǎng)區(qū)域 再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場(chǎng) 磁場(chǎng)區(qū)域 其中磁場(chǎng)的方向如圖所示 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可根據(jù)實(shí)際要求調(diào)節(jié) 收集室的小孔O3與O1 O2在同一條水平線上 則收集室收集到的是 A 具有特定質(zhì)量和特定比荷的粒子B 具有特定速度和特定比荷的粒子C 具有特定質(zhì)量和特定速度的粒子D 具有特定動(dòng)能和特定比荷的粒子 B 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題為高考熱點(diǎn) 考查學(xué)生對(duì)帶電粒子在先后出現(xiàn) 或交替出現(xiàn) 的電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析 性質(zhì)判斷及綜合計(jì)算能力 1 是否考慮粒子重力的三種情況 1 對(duì)于微觀粒子 如電子 質(zhì)子 離子等 因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小 可以忽略 而對(duì)于一些宏觀物體 如帶電小球 液滴 金屬塊等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力 一帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題 2 在題目中有明確說明是否要考慮重力的 這種情況比較正規(guī) 也比較簡(jiǎn)單 3 不能直接判斷是否要考慮重力的 在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí) 要由分析結(jié)果確定是否要考慮重力 2 帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 要分段處理 對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)中的勻變速直線運(yùn)動(dòng)或類平拋運(yùn)動(dòng) 可由牛頓定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解 對(duì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 要結(jié)合幾何知識(shí) 確定圓心及半徑 從而確定磁感應(yīng)強(qiáng)度和圓心角或時(shí)間 確定從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)的速度的大小 方向及兩場(chǎng)交界處軌跡的幾何關(guān)系 是解決問題的關(guān)鍵 解決帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的思路方法 例1 2017 天津卷 平面直角坐標(biāo)系xOy中 第 象限存在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 第 象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 如圖所示 一帶負(fù)電的粒子從電場(chǎng)中的Q點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng) Q點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為到x軸距離的2倍 粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng) 最終從x軸上的P點(diǎn)射出磁場(chǎng) P點(diǎn)到y(tǒng)軸距離與Q點(diǎn)到y(tǒng)軸距離相等 不計(jì)粒子重力 問 1 粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向 2 電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題是歷年高考命題的熱點(diǎn) 覆蓋面大 綜合性強(qiáng) 難度大 能力要求高 以計(jì)算題呈現(xiàn) 有時(shí)也有選擇題 1 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中無約束情況下的運(yùn)動(dòng)主要是以下幾種形式 二帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題 2 分階段運(yùn)動(dòng)帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域 其受力情況隨區(qū)域發(fā)生變化 則其運(yùn)動(dòng)過程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成 例2 如圖所示 空間區(qū)域 存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng) MN PQ為磁場(chǎng)區(qū)域的理想邊界 區(qū)域高度為d 區(qū)域的高度足夠大 勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上 區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B 方向分別垂直紙面向里和向外 一個(gè)質(zhì)量為m 電荷量為q的帶電小球從磁場(chǎng)上方的O點(diǎn)由靜止開始下落 進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域后 恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 已知重力加速度為g 1 試判斷小球的電性并求出電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小 2 若帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后恰能回到O點(diǎn) 在圖中作出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡 求出釋放時(shí)距MN的高度h 并求出小球從開始釋放到第一次回到O點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t 3 試討論h取不同值時(shí) 小球第一次穿出磁場(chǎng) 區(qū)域的過程中電場(chǎng)力所做的功W 1 多選 如圖所示 勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下 有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域 不計(jì)重力 則 A 若電子從右向左飛入 電子也沿直線運(yùn)動(dòng)B 若電子從右向左飛入 電子將向上偏轉(zhuǎn)C 若電子從左向右飛入 電子將向下偏轉(zhuǎn)D 若電子從左向右飛入 電子也沿直線運(yùn)動(dòng) BD 2 2017 北京東城區(qū)模擬 如圖所示 一束質(zhì)量 速度和電荷量不全相等的離子 經(jīng)過由正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的速度選擇器后 進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并分裂為A B兩束 下列說法中正確的是 A 組成A束和B束的離子都帶負(fù)電B 組成A束和B束的離子質(zhì)量一定不同C A束離子的比荷大于B束離子的比荷D 速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外 C 3 2017 遼寧三小調(diào)研 多選 如圖所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖 其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒 兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 并分別與高頻電源兩端相連 現(xiàn)分別加速質(zhì)子 H 和氘核 H 下列說法正確的是 A 它們的最大速度相同B 質(zhì)子的最大動(dòng)能大于氘核的最大動(dòng)能C 加速質(zhì)子和氘核所用高頻電源的頻率相同D 僅增大高頻電源的電壓不可能增大粒子的最大動(dòng)能 BD 4 多選 如圖所示 勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里 三個(gè)油滴a b c帶有等量同種電荷 其中a靜止 b向右做勻速運(yùn)動(dòng) c向左做勻速運(yùn)動(dòng) 比較它們的重力Ga Gb Gc間的大小 正確的是 A Ga最大B Gb最大C Gc最大D Gb最小 CD 5 2017 山東青島調(diào)研 如圖所示 空間的某個(gè)復(fù)合場(chǎng)區(qū)域內(nèi)存在著方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng) 質(zhì)子由靜止開始經(jīng)一加速電場(chǎng)加速后 垂直于復(fù)合場(chǎng)的界面進(jìn)入并沿直線穿過場(chǎng)區(qū) 質(zhì)子從復(fù)合場(chǎng)穿出時(shí)的動(dòng)能為Ek 那么氘核同樣由靜止開始經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后穿過同一復(fù)合場(chǎng)后的動(dòng)能E k的大小是 A E k EkB E k EkC E k EkD 條件不足 難以確定 B 例1 2017 江蘇南京診斷 6分 如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖 其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒 在加速帶電粒子時(shí) 兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 兩盒分別與高頻電源相連 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示 忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間 則下列判斷中正確的是 A 在Ek t圖象中應(yīng)有t4 t3 t3 t2 t2 t1 B 加速電壓越大 粒子最后獲得的動(dòng)能就越大C 粒子加速次數(shù)越多 粒子最大動(dòng)能一定越大D 要想粒子獲得的最大動(dòng)能增大 可增加D形盒的面積 答題送檢 來自閱卷名師報(bào)告 答案 D 1 如圖所示 有一金屬塊放在垂直于表面C的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 當(dāng)有穩(wěn)恒電流沿平行平面C的方向通過時(shí) 下列說法中正確的是 A 金屬塊上表面M的電勢(shì)高于下表面N的電勢(shì)B 電流增大時(shí) M N兩表面間的電壓U增大C 磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí) M N兩表面間的電壓U減小D 金屬塊中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)越少 M N兩表面間的電壓U越小 B B 3 有一電荷量為 q 重力為G的小球 從豎直的帶電平行板上方h處自由落下 兩極板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 方向如圖所示 則帶電小球通過有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間時(shí) A 一定做曲線運(yùn)動(dòng)B 不可能做曲線運(yùn)動(dòng)C 有可能做勻速運(yùn)動(dòng)D 有可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析帶電小球在重力場(chǎng) 電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 所受重力 電場(chǎng)力是恒力 但受到的洛倫茲力是隨速度的變化而變化的變力 因此小球不可能處于平衡狀態(tài) 也不可能在電 磁場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 故選項(xiàng)A正確 A 4 多選 如圖甲所示 絕緣輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的O點(diǎn) 另一端連接帶正電的小球 小球電荷量q 6 10 7C 在圖示坐標(biāo)系中 電場(chǎng)方向沿豎直方向 坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢(shì)為零 當(dāng)小球以2m s的速率繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 細(xì)繩上的拉力剛好為零 在小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中 軌跡上每點(diǎn)的電勢(shì) 隨縱坐標(biāo)y的變化關(guān)系如圖乙所示 重力加速度g 10m s2 則下列判斷正確的是 BD A 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為3 2 106V mB 小球重力勢(shì)能增加最多的過程中 電勢(shì)能減少了2 4JC 小球做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)D 小球所受的洛倫茲力的大小為3N