高考物理二轮复习专题三电场和磁场第讲带电粒子在复合场中的运动课件.ppt
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高考物理大二轮复习专题三电场和磁场磁场及带电粒子在磁场中的运动课件.ppt
2019-9-12
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23
A．金属细杆开始运动时的加速度大小为 5 m/s2 B．金属细杆运动到 P 点时的速度大小为 5 m/s C．金属细杆运动到 P 点时的向心加速度大小为 10 m/s2 D．金属细杆运动到 P 点时对每一条轨道的作用力大小为 0.75 N
2019-9-12
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24
[答案] C
2019-9-12
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35
处理带电粒子在匀强磁场中运动问题时常用的几何关系 (1)四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直 线与出射速度直线的交点． (2)六条线：两段轨迹半径，入射速度直线和出射速度直线， 入射点与出射点的连线，圆心与两条速度直线交点的连线，前面 四条边构成一个四边形，后面两条为对角线． (3)三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于 圆心角，也等于弦切角的两倍.
2019-9-12
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7
(3)几种典型电流周围磁场分布
2019-9-12
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8
2019-9-12
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9
2019-9-12
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10
2019-9-12
核心要点突破 H
透析重难 题型突破
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11
考向一 磁场对通电导体的作用力 [归纳提炼]
求解磁场中导体棒运动问题的思路
2019-9-12
1．带电粒子在匀强磁场中的运动 (1)若 v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速 直线运动． (2)若 v⊥B，且带电粒子仅受洛伦兹力作用，则带电粒子在 垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做匀速圆周运动，洛伦兹力 提供向心力．由 qvB＝mvR2，可得半径 R＝mqBv，则周期 T＝2πvR＝ 2qπBm.周期 T 与粒子运动的速度 v 或半径 R 无关．
高考物理二轮复习专题三电场和磁场2磁场及带电粒子在磁场中的运动课件
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休 睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对 哦~
[规律方法]——知规律 握方法 求解导体棒所受安培力问题的方法 (1)正确地对导体棒进行受力分析，应特别注意通电导体棒受到 的安培力的方向，安培力与导体棒和磁感应强度组成的平面垂直． (2)画出辅助图(如导轨、斜面等)，并标明辅助方向(磁感应强度 B、电流 I 的方向)． (3)将立体的受力分析图转化为平面受力分析图，即画出与导体 棒垂直的平面内的受力分析图．
＝ AB 2sin
α＝2sAinBθ，然后再与半径公式 2
r＝mqBv联系起来求解．
(3)运动时间的确定：t＝36α0°T(可知，α 越大，粒子在磁场中运
动时间越长)．
[典例赏析]——析典题 学通法 [例 2] (2019·全国Ⅰ，24T)如图，在直角三角形 OPN 区域内存 在匀强磁场，磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外．一带正电 的粒子从静止开始经电压 U 加速后，沿平行于 x 轴的方向射入磁场； 一段时间后，该粒子在 OP 边上某点以垂直于 x 轴的方向射出．已知 O 点为坐标原点，N 点在 y 轴上，OP 与 x 轴的夹角为 30°，粒子进 入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为 d，不计重力．求
Ⅰ卷 19T 安培力 科学思维 磁场的叠加．(2)带电粒子在
Ⅱ卷 18T 洛伦兹力 科学思维 匀强磁场中的匀速圆周运动
Ⅱ卷 21T 安培力 科学思维 (常涉及临界问题、多解问题)
分析粒子在电场和磁场中的
2017
运动，画出运动轨迹，根据
磁感应强
Ⅲ卷 18T
物理观念 几何关系结合动能定理．牛
度
顿运动定律解题是今后高考
高考物理二轮复习第一部分专题三电场与磁场第二讲带电粒子在电磁场中的运动课件.pptx
互作用和电荷量变化，则
()
2019-9-11
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10
A．电场线方向由集尘极指向放电极 B．图中A点场强小于B点场强 C．尘埃在迁移过程中电势能减小 D．沿水平方向进入的尘埃在迁移过程中可以做类平抛运动
解析：由题带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，
则知集尘极带正电荷，是正极，所以电场线方向由集尘极指
电表，外电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，开始时开
关S断开，下列判断正确的是
()
2019-9-11
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33
A．M板是电源的正极 B．闭合开关S，电压表的示数为Bdv C．闭合开关S，电压表的示数减小 D．闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向下移，电源的输出功
率一定增大 解析：由左手定则可知正离子向N板偏转，负离子向M板偏 转，即金属板M为电源负极，N为电源正极，故A错误；等离
2019-9-11
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18
(三)依据题型灵活应对
1．单边界磁场问题的对称性 带电粒子在单边界匀强磁场中的运 动一般都具有对称性，如诊断卷第 4 题， 粒子进入磁场和离开磁场时速度方向与 磁场边界的夹角不变，可总结为：单边进出(即从同一直线边界 进出)，等角进出，如图所示。
2019-9-11
第 二讲
带电粒子在电磁场中的运动
2019-9-11
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1
课后“高仿”检测
01 课前·自测诊断
——把薄弱环节查出来
02 课堂·重点攻坚
——把高考短板补起来/释疑4大考点
03 课后·“高仿”检测
——把高考能力提起来
2019-9-11
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2
课前·自测诊断
高考物理二轮复习专题三电场与磁场第讲电场及带电粒子在电场中的运动课件.ppt
答案：D
2．(多选)(2018·高考全国卷Ⅲ，T21)如图，一平行板电容器 连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电 荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、 下极板附近，与极板距离相等．现同时释放a、b，它们由静 止开始运动．在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间 下半区域的同一水平面．a、b间的相互作用和重力可忽 略．下列说法正确的是( )
kQ r2N
，则EP∶EN＝r
2 N
∶r
2 P
＝4∶1，故C错
误．带电小球从N点到P点的过程中，电场力做正功
1 2
mv2，则
电势能减少了12mv2，故D正确．
答案：BD
1．三个关系式 (1)对于平行板电容器：板间电场可理想化处理，认为板间为 匀强电场，不考虑边缘效应． (2)三个关系式：定义式C＝QU，决定式C＝4επrSkd，关系式E＝Ud .
解析：保持U不变，将d变为原来的两倍，根据E＝
U d
可得E变
为原来的一半，A正确；保持E不变，将d变为原来的一半，根
2．(2018·甘肃武威第六次段考)如图所示，在xOy坐标系中 以O为中心的椭圆上有A、B、C、D、E五个点，在其一个焦 点P上放一负点电荷，下列判断正确的是( ) A．B、E两点电场强度相同 B．A点电势比D点电势高 C．将一负点电荷由B沿BCDE移到E点， 电场力做功为零 D．同一正点电荷在D点的电势能小于在C点的电势能
3．电势能变化的判断 (1)根据电场力做功判断，若电场力对电荷做正功，电势能减 少；反之则增加．即W＝－ΔEp. (2)根据能量守恒定律判断，电场力做功的过程是电势能和其 他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电荷的电 势能与动能相互转化，总和应保持不变，即当动能增加时， 电势能减少．
2．(多选)(2018·高考全国卷Ⅲ，T21)如图，一平行板电容器 连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电 荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、 下极板附近，与极板距离相等．现同时释放a、b，它们由静 止开始运动．在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间 下半区域的同一水平面．a、b间的相互作用和重力可忽 略．下列说法正确的是( )
kQ r2N
，则EP∶EN＝r
2 N
∶r
2 P
＝4∶1，故C错
误．带电小球从N点到P点的过程中，电场力做正功
1 2
mv2，则
电势能减少了12mv2，故D正确．
答案：BD
1．三个关系式 (1)对于平行板电容器：板间电场可理想化处理，认为板间为 匀强电场，不考虑边缘效应． (2)三个关系式：定义式C＝QU，决定式C＝4επrSkd，关系式E＝Ud .
解析：保持U不变，将d变为原来的两倍，根据E＝
U d
可得E变
为原来的一半，A正确；保持E不变，将d变为原来的一半，根
2．(2018·甘肃武威第六次段考)如图所示，在xOy坐标系中 以O为中心的椭圆上有A、B、C、D、E五个点，在其一个焦 点P上放一负点电荷，下列判断正确的是( ) A．B、E两点电场强度相同 B．A点电势比D点电势高 C．将一负点电荷由B沿BCDE移到E点， 电场力做功为零 D．同一正点电荷在D点的电势能小于在C点的电势能
3．电势能变化的判断 (1)根据电场力做功判断，若电场力对电荷做正功，电势能减 少；反之则增加．即W＝－ΔEp. (2)根据能量守恒定律判断，电场力做功的过程是电势能和其 他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电荷的电 势能与动能相互转化，总和应保持不变，即当动能增加时， 电势能减少．
高考物理二轮复习第一部分专题整合专题三电场和磁场第讲磁场及带电粒子在磁场中的运动课件.ppt
A. 3∶2 C. 3∶1
图 3－2－3 B. 2∶1 D．3∶ 2
解析 当粒子在磁场中运动半个
圆周时，打到圆形磁场的位置最远，
则当粒子射入的速度为 v1，如图，由 几何知识可知，粒子运动的轨道半径
为 r1＝Rcos 60°＝12R；同理，若粒子射入的速度为 v2，
由几何知识可知，粒子运动的轨道半径为 r2＝Rcos 30° ＝ 23R；根据 r＝mqBv∝v，则 v2∶v1＝r2∶r1＝ 3∶1，
轴上下侧的绝缘漆均刮掉，不能保证线圈持续转动下
去，B 项错误；如果仅左转轴的上侧绝缘漆刮掉，右转
轴的下侧绝缘漆刮掉，则线圈中不可能有电流，因此线
圈不可能转动，C 项错误；如果左转轴上下侧的绝缘漆
均刮掉，右转轴仅下侧的绝缘漆刮掉效果与 A 项相同，
因此 D 项正确。
答案 AD
3．(2017·全国卷Ⅱ)如图 3－2－3 所示，虚线所示 的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P 为磁场 边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过 P 点，在纸面内沿不同的方向射入磁场，若粒子射入的 速度为 v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之 一圆周上；若粒子射入速度为 v2，相应的出射点分布在 三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作 用，则 v2∶v1 为
故选 C。
答案 C
4.(2016·新 课 标 卷 Ⅰ) 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 3－2－4 所示，其中加速
电压恒定。质子在入口处从静止开始 图3－2－4
被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。
若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电
场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁
高三物理二轮复习 专题三 电场和磁场 第3讲 带电粒子在组合场、复合场中的运动课件
由图可知发射方向在v1和v2之间的粒子轨迹弦长大于r，
对应的发射方向分布的角度范围为：θ1＝2π－θ0⑤
由图可知Z粒子的发射速度与磁场左边界所夹角度范围内
发射的粒子轨迹弦长也大于r，所以有η＝θ1＋π θ⑥
解得η＝12
[答案]
(1)1.0×104 N/C
π 6
1 (2)2
2．(2015·郴州质检)如图所示，离子源 A 产生初速度为零、 带电量均为 e、质量不同的正离子被电压为 U0 的加速电场加速 后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板 HM 上的小孔 S 离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边 界 MN 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，已知 HO＝d，HS＝ 2d，∠MNQ＝90°。(忽略粒子所受重力)
[答案] C
2．在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与 半径r＝494 m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水 平面的夹角θ＝ 37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有 匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B＝1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方 向水平向右，电场强度E＝1×104 N/C。小物体P1质量m＝ 2×10－3 kg、电荷量q＝＋8×10－6 C，受到水平向右的推力F ＝ 9.98×10－3 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D 点后撤去推力。
解得离子在磁场中做圆周运动的半径
R＝2
mU0 eB2
(3)由(2)中R＝2
mU0 eB2
可知，质量为4m的离子在磁
场中的运动打在S1，其运动半径为R1＝2
4mU0 eB2
如图所示，根据几何关系，由 R′2＝(2R1)2＋(R′－R1)2 解得R′＝52R1 再根据12R1≤Rx≤52R1 解得m≤mx≤25m
对应的发射方向分布的角度范围为：θ1＝2π－θ0⑤
由图可知Z粒子的发射速度与磁场左边界所夹角度范围内
发射的粒子轨迹弦长也大于r，所以有η＝θ1＋π θ⑥
解得η＝12
[答案]
(1)1.0×104 N/C
π 6
1 (2)2
2．(2015·郴州质检)如图所示，离子源 A 产生初速度为零、 带电量均为 e、质量不同的正离子被电压为 U0 的加速电场加速 后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板 HM 上的小孔 S 离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边 界 MN 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场，已知 HO＝d，HS＝ 2d，∠MNQ＝90°。(忽略粒子所受重力)
[答案] C
2．在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与 半径r＝494 m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水 平面的夹角θ＝ 37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有 匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B＝1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方 向水平向右，电场强度E＝1×104 N/C。小物体P1质量m＝ 2×10－3 kg、电荷量q＝＋8×10－6 C，受到水平向右的推力F ＝ 9.98×10－3 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D 点后撤去推力。
解得离子在磁场中做圆周运动的半径
R＝2
mU0 eB2
(3)由(2)中R＝2
mU0 eB2
可知，质量为4m的离子在磁
场中的运动打在S1，其运动半径为R1＝2
4mU0 eB2
如图所示，根据几何关系，由 R′2＝(2R1)2＋(R′－R1)2 解得R′＝52R1 再根据12R1≤Rx≤52R1 解得m≤mx≤25m
高考物理二轮复习专题三电场与磁场第2讲带电粒子在复合场中的运动课件
12/8/2021
1.(2018·辽宁大连二模)如图4所示为研究某种带电粒子的
装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直
线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑。在垂直于纸面
向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子
束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P
图4
点，然后在磁场区域再加一竖直向下、电场强度大小为
12/8/2021
3.如图6所示，在xOy平面内OA和OB是第一、二象限的角平分线，在
AOy区域内存在沿x轴负方向的匀强电场，在BOy区域内存在沿y轴
负方向的匀强电场，在第二象限其他区域内存在垂直xOy平面的匀
强磁场。从OA上坐标为(x0，y0)的点由静止释放一个质量为m、电
荷量为＋q的粒子(重力不计)，粒子恰好垂直穿过OB。
12/8/2021
根据题意，带电小球在匀强磁场中的运动轨迹如图所示，Q 点为运动轨迹与 ON 相切的 点，I 点为入射点，P 点为出射点。小球离开磁场的速度方向与 OM 的夹角也为 30°， 由几何关系可得，QP 为圆轨道的直径，故Q－P＝2R
－
OP 的长度 s＝sinQ3P0° 联立以上各式得 s＝4qmBv0。
夹角为θ[见图(b)]，速度沿电场方向的分量为v1。根据牛顿第二
定律有qE＝ma① 式中q和m分别为粒子的电荷量和质量。由运动学公式有v1＝at②
图(b)
l′＝v0t③
v1＝vcos θ④
粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动轨道半径为 R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律
得 qvB＝mRv2⑤
12/8/2021
E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子(不计
重力)，下列说法正确的是( )
1.(2018·辽宁大连二模)如图4所示为研究某种带电粒子的
装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直
线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑。在垂直于纸面
向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子
束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P
图4
点，然后在磁场区域再加一竖直向下、电场强度大小为
12/8/2021
3.如图6所示，在xOy平面内OA和OB是第一、二象限的角平分线，在
AOy区域内存在沿x轴负方向的匀强电场，在BOy区域内存在沿y轴
负方向的匀强电场，在第二象限其他区域内存在垂直xOy平面的匀
强磁场。从OA上坐标为(x0，y0)的点由静止释放一个质量为m、电
荷量为＋q的粒子(重力不计)，粒子恰好垂直穿过OB。
12/8/2021
根据题意，带电小球在匀强磁场中的运动轨迹如图所示，Q 点为运动轨迹与 ON 相切的 点，I 点为入射点，P 点为出射点。小球离开磁场的速度方向与 OM 的夹角也为 30°， 由几何关系可得，QP 为圆轨道的直径，故Q－P＝2R
－
OP 的长度 s＝sinQ3P0° 联立以上各式得 s＝4qmBv0。
夹角为θ[见图(b)]，速度沿电场方向的分量为v1。根据牛顿第二
定律有qE＝ma① 式中q和m分别为粒子的电荷量和质量。由运动学公式有v1＝at②
图(b)
l′＝v0t③
v1＝vcos θ④
粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其运动轨道半径为 R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律
得 qvB＝mRv2⑤
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E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子(不计
重力)，下列说法正确的是( )
高考物理大二轮复习 专题三 电场与磁场 12 带电粒子在复合场中的运动问题课件
(3)保持(2)问中的磁感应强度B和打到D点时的电压不变,欲使粒子打到C点,
可将电容器和粒子源绕O点同步旋转,求旋转的角度(jiǎodù)大小;
(4)请在直线x= 右方设置一个或多个电场、磁场区域(或组合),使得(2)问中
3 x轴上沿x轴正方向射出(只需画出场或组合场的范
从D点出射的粒子最终从
4
围、方向,并大致画出粒子的运动轨迹。
-25-
(3)设粒子打在C点上方(shànɡ fānɡ)最远点为E,此时圆弧与PQ屏相切于E点,
过圆心O1作OC的垂线O1G,在直角△OO1G中,
2
1
OO1=r= L,OG=L-r= L
3
3
3
3
所以 O1G= L,即 CE= L
3
3
设粒子(lìzǐ)打在C点下方最远点为F,
此时粒子从O点竖直向下进入磁场,
1 + ≈1+2
1
答案:(1)d=
(2)0.230 m (3)见解析
12/9/2021
第三页，共四十七页。
-4-
解析:(1)作出临界轨道,由几何关系知 r=d,由
得
1
d=
12/9/2021
第四页，共四十七页。
1 2
qv1B=me
-5-
1
(2)对电子:d=
(PAS)的物理基础。如图所示,在平面直角坐标系xOy上,P点在x轴上,且
OP=2L,Q点在负y轴上某处。在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,在第Ⅱ象
限内有一圆形区域,与x、y轴分别相切于A、C两点,OA=L,在第Ⅳ象限内有
一未知的矩形(jǔxíng)区域(图中未画出),未知矩形区域和圆形区域内有完全相
可将电容器和粒子源绕O点同步旋转,求旋转的角度(jiǎodù)大小;
(4)请在直线x= 右方设置一个或多个电场、磁场区域(或组合),使得(2)问中
3 x轴上沿x轴正方向射出(只需画出场或组合场的范
从D点出射的粒子最终从
4
围、方向,并大致画出粒子的运动轨迹。
-25-
(3)设粒子打在C点上方(shànɡ fānɡ)最远点为E,此时圆弧与PQ屏相切于E点,
过圆心O1作OC的垂线O1G,在直角△OO1G中,
2
1
OO1=r= L,OG=L-r= L
3
3
3
3
所以 O1G= L,即 CE= L
3
3
设粒子(lìzǐ)打在C点下方最远点为F,
此时粒子从O点竖直向下进入磁场,
1 + ≈1+2
1
答案:(1)d=
(2)0.230 m (3)见解析
12/9/2021
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解析:(1)作出临界轨道,由几何关系知 r=d,由
得
1
d=
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1 2
qv1B=me
-5-
1
(2)对电子:d=
(PAS)的物理基础。如图所示,在平面直角坐标系xOy上,P点在x轴上,且
OP=2L,Q点在负y轴上某处。在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,在第Ⅱ象
限内有一圆形区域,与x、y轴分别相切于A、C两点,OA=L,在第Ⅳ象限内有
一未知的矩形(jǔxíng)区域(图中未画出),未知矩形区域和圆形区域内有完全相