2019年物理高考热点预测复习课件：49带电粒子在组合场、复合场中的运动-文档资料
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带电粒子在复合场中的运动课件
深化拓展 考点一 带电粒子在电场和磁场中的运动比较
1.“磁偏转”和“电偏转”的区别
偏转产 生条件 受力特征 运动性质 轨迹 运动 轨迹图运动规律动能 Nhomakorabea化 运动时间
匀强电场中的偏转 带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场
匀强磁场中的偏转 带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场
只受恒定的电场力F=Eq,方向与初速度方向 垂直
图3
答案 (1) 2eU0 (2) 4U0dh (3) 1 6U0m
m
L(L 2x)
3r e
解析
(1)电子在电场中运动,根据动能定理eU0=
1 2
mv02
解得电子穿出小孔时的速度v0=
2eU 0 m
(2)电子进入偏转电场做类平抛运动,在垂直于极板方向做匀加速直线
运动。设电子刚离开电场时垂直于极板方向偏移的距离为y
大小:G=① mg 方向:② 竖直向下
重力做功与路径③ 无关 重力做功改变物体重力势能
大小:F=④ Eq
电场力做功与路径⑦ 无关
方向:正电荷受力方向与场强方向⑤ 一致 ;负 W=qU
电荷受力方向与场强方向⑥ 相反
电场力做功改变⑧ 电势能
洛伦兹力F=qvB; 方向符合左手定则
洛伦兹力不做功,不改变带电 粒子的⑨ 速度大小
洛伦兹力只改变速度方向,不改变速度的大 小,对带电粒子永不做功
2.带电粒子在分离电场、磁场中运动问题的求解方法
1-1 利用电场和磁场来控制带电粒子的运动, 在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图1所示为电子枪的 结构示意图,电子从炽热的金属丝中发射出来,在金属丝和金属板之间 加以电压U0,发射出的电子在真空中加速后,沿电场方向从金属板的小 孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力及 电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。
高考物理总复习课件带电粒子在复合场中的运动
解题技巧总结
分析粒子的受力情况，确定粒子的运动性质（直线运动、圆周运动等）。 根据运动性质选择合适的公式进行求解，如匀变速直线运动的公式、圆周 运动的公式等。
解题技巧总结与提高建议
• 注意洛伦兹力、电场力等矢量方向的判断，以及粒子 运动轨迹的描绘。
解题技巧总结与提高建议
提高建议
多做历年高考真题和模拟题，提高解题 能力和应试技巧。
摆线运动
当带电粒子在复合场中的速度方向与磁场方 向成一定角度时，粒子将做摆线运动。此时 ，粒子的运动轨迹呈现摆线状，同时具有周 期性和对称性。
螺旋摆线运动
在某些特殊条件下，带电粒子在复合场中可 能呈现螺旋摆线运动。这种运动的轨迹既包 含螺旋运动的特征，又具有摆线运动的性质 ，是一种较为复杂的曲线运动。
加强基础知识的学习，熟练掌握电场、 磁场和重力的基本概念和公式。
注重思维训练和创新意识的培养，善于 从不同角度分析和解决问题。
备考策略制定和复习方法分享
01
备考策略制定
02
制定详细的复习计划，合理安排时间，确保每个知识点都能 得到充分的复习。
03
针对自己的薄弱环节进行有针对性的强化训练，提高解题速 度和准确性。
运动轨迹图。
03
通过测量轨迹的半径、偏转角等参数，计算粒子的速
度、动能等物理量。
数据处理方法和误差分析
01
结合已知的物理公式和定理，分析粒子的运动规律。
02
2. 误差分析
考虑仪器误差，如加速电压的波动、磁场强度的不均匀性等。
03
数据处理方法和误差分析
分析操作误差，如注入粒子的速度分布、探测器的定位精度等。
高考物理总复习课件带电粒 子在复合场中的运动
汇报人：XX
分析粒子的受力情况，确定粒子的运动性质（直线运动、圆周运动等）。 根据运动性质选择合适的公式进行求解，如匀变速直线运动的公式、圆周 运动的公式等。
解题技巧总结与提高建议
• 注意洛伦兹力、电场力等矢量方向的判断，以及粒子 运动轨迹的描绘。
解题技巧总结与提高建议
提高建议
多做历年高考真题和模拟题，提高解题 能力和应试技巧。
摆线运动
当带电粒子在复合场中的速度方向与磁场方 向成一定角度时，粒子将做摆线运动。此时 ，粒子的运动轨迹呈现摆线状，同时具有周 期性和对称性。
螺旋摆线运动
在某些特殊条件下，带电粒子在复合场中可 能呈现螺旋摆线运动。这种运动的轨迹既包 含螺旋运动的特征，又具有摆线运动的性质 ，是一种较为复杂的曲线运动。
加强基础知识的学习，熟练掌握电场、 磁场和重力的基本概念和公式。
注重思维训练和创新意识的培养，善于 从不同角度分析和解决问题。
备考策略制定和复习方法分享
01
备考策略制定
02
制定详细的复习计划，合理安排时间，确保每个知识点都能 得到充分的复习。
03
针对自己的薄弱环节进行有针对性的强化训练，提高解题速 度和准确性。
运动轨迹图。
03
通过测量轨迹的半径、偏转角等参数，计算粒子的速
度、动能等物理量。
数据处理方法和误差分析
01
结合已知的物理公式和定理，分析粒子的运动规律。
02
2. 误差分析
考虑仪器误差，如加速电压的波动、磁场强度的不均匀性等。
03
数据处理方法和误差分析
分析操作误差，如注入粒子的速度分布、探测器的定位精度等。
高考物理总复习课件带电粒 子在复合场中的运动
汇报人：XX
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
2019年高考物理二轮专题复习：专题21 带电粒子在复合场中的运动课件
mg＝qE时．
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．
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．
04
巩固训练
1.(2018全国卷Ⅱ)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其
01
考向认知
㈡规律方法 组合场问题——“分与合” 1．先把带电粒子的运动按照组合场的顺序分解为一个个独立的过 程，并分析每个过程中带电粒子的受力情况和运动情况，然后用 衔接速度把这些过程关联起来，列方程解题。 2．带电粒子的常见运动类型及求解方法
01
考向认知
叠加场问题——“三步曲” 1．带电体在电场和重力场的叠加场中 运动问题，关键是分析带电体的受力情 况，分析水平及竖直方向的运动性质， 搞清物理过程，灵活选用物理规律求解 2．带电小球受磁场、电场和重力场共 同作用，若在竖直平面内做匀速圆周运 动，一定有重力等于电场力，洛伦兹力 提供向心力。
02
典例精析
解析 设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1，在磁场中做匀速圆周运动
的半径为R1，磁场的磁感应强度大小为B，
1
由动能定理有 q1U＝2m1v12
v12
①
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 q1v1B＝m1 R1
②
由几何关系知2R1＝l 4U
由①②③式得 B＝lv1
③ ④
02
典例精析
设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2，射入磁场的速度为v2，在磁场
02
典例精析
QP OP 的长度 s＝sin 30°
2019高考物理二轮复习第11讲带电粒子在复合场中的运动课件
第11讲
带电粒子在复合场中的运动
总纲目录
考点1 考点2 考点3 考点4 带电粒子在组合场中的运动 带电粒子在叠加场中的运动 带电粒子在交变场中的运动 电磁场技术的应用
考点1
带电粒子在组合场中的运动
1.带电粒子在电场中常见的运动类型
1 2 1 2 v0 。对于匀强电 (1)匀变速直线运动:通常利用动能定理来求解,qU= mv - m 2 2
(4)小球释放点P到b点的距离x。
答案 (1)kBR
g (2) (3)B gR k
kBR gR (4) 2g
பைடு நூலகம்
解析 (1)小球进入MN右侧电磁场区域后能沿半圆形轨道bcd运动且始终对 轨道无压力,表明洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力,且小球的速率不
2 v 变,因此有qvB=m R q 又 =k m
设粒子进入磁场时速度方向与ab的夹角为θ, 即圆弧所对圆心角的一半,由几何关系知
3R tan θ= ⑦ r ' R
粒子从Q射出后在电场中做类平抛运动,在电场方向上的分运动和从P释放后 的运动情况相同,所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v。在垂直 于电场方向上的分速度始终等于v0,由运动的合成和分解可得
知道m、q,故无法求出电场强度的大小,故B错误;小球做圆周运动的周期T=
2 r 1 2d 2d =π ,小球在第Ⅳ象限的运动时间t= T= ,故C正确;小球做匀速圆 g v 4 4 g
m 2 gd v2 周运动,由牛顿第二定律得qvB=m ,解得B= ,由于不知道m、q,故无法 qd r
程为二分之一圆周长s1=πr
s2 1 2 设在电场中路程为s2,根据动能定理有Eq = mv 2 2 mv 2 总路程s=s1+s2=πR+ Eq
带电粒子在复合场中的运动
总纲目录
考点1 考点2 考点3 考点4 带电粒子在组合场中的运动 带电粒子在叠加场中的运动 带电粒子在交变场中的运动 电磁场技术的应用
考点1
带电粒子在组合场中的运动
1.带电粒子在电场中常见的运动类型
1 2 1 2 v0 。对于匀强电 (1)匀变速直线运动:通常利用动能定理来求解,qU= mv - m 2 2
(4)小球释放点P到b点的距离x。
答案 (1)kBR
g (2) (3)B gR k
kBR gR (4) 2g
பைடு நூலகம்
解析 (1)小球进入MN右侧电磁场区域后能沿半圆形轨道bcd运动且始终对 轨道无压力,表明洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力,且小球的速率不
2 v 变,因此有qvB=m R q 又 =k m
设粒子进入磁场时速度方向与ab的夹角为θ, 即圆弧所对圆心角的一半,由几何关系知
3R tan θ= ⑦ r ' R
粒子从Q射出后在电场中做类平抛运动,在电场方向上的分运动和从P释放后 的运动情况相同,所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v。在垂直 于电场方向上的分速度始终等于v0,由运动的合成和分解可得
知道m、q,故无法求出电场强度的大小,故B错误;小球做圆周运动的周期T=
2 r 1 2d 2d =π ,小球在第Ⅳ象限的运动时间t= T= ,故C正确;小球做匀速圆 g v 4 4 g
m 2 gd v2 周运动,由牛顿第二定律得qvB=m ,解得B= ,由于不知道m、q,故无法 qd r
程为二分之一圆周长s1=πr
s2 1 2 设在电场中路程为s2,根据动能定理有Eq = mv 2 2 mv 2 总路程s=s1+s2=πR+ Eq
专题一 带电粒子在复合场中的运动(课件)高二物理列(人教版2019选择性必修第二册)
合场中做匀速圆周运动，小球恰好能从 G 点离开复合场时，可知半径 R＝L，由洛伦兹 2
力提供向心力可得 qvB＝mv2，小球从 A 点运动到 O 点时，由动能定理可得 R
mgh＝1mv2，联立可得 2
h＝q82mB22Lg2。
(2)由于 OF＝FC＝CD＝DE＝L，小球刚好击中 E 点时，
根据磁场的对称性和几何关系可知，小球的速度方向与
目录
CONTENTS
01 带电粒子在组合场中的运动 02 带电粒子在叠加场中的运动
03 巩固提升
01 组合成的概念
如图所示，一带电粒子垂直x轴从P点进入第二象限，一段时间后从y 轴上的某点进入第一象限的匀强中。在电场中带电粒子做什么运动； 在磁场中做什么运动？
提示：在电场中做类平抛运动，垂 直电场方向做匀速直线运动，沿电 场方向做匀加速直线运动；在磁场 中做匀速圆周运动。
的质子(质子重力不计)，所有质子均能通过 C 点，质子比荷mq ＝k，则质子的速
度不可能为
()
A．BkL C.2B3kL
B．B2kL D．B8kL
巩固提升
答案：C
解析：质子带正电荷，且经过 C 点，其轨迹有多种可能，如图所示，所有圆弧
所对圆心角均为 60°，所以质子运行半径为 r＝Ln(n＝1,2,3，…)，质子在磁场中
m 5×107 C/kg 的带正电的粒子从 O 点沿 x 轴正方向同时射入磁场，它们的速度大小 分别为 v0、2v0、3v0、4v0、5v0、…、nv0，已知 v0＝5×105 m/s，不计粒子间的作 用力，求： (1)速度为 v0 的粒子在电场中运动时离 y 轴的最大距离 d； (2)若 n＝8，求粒子离开磁场的时刻 t； (3)在 t＝0 时刻射入的 n 个粒子中，在运动过程中通过 y 轴的 粒子数目．
专题12.3带电粒子在组合场、复合场中的运动【讲】【学生版】-高考物理一轮复习讲义(新高考)
专题12.3带电粒子在组合场、复合场中的运动【讲】目录一讲核心素养 (1)二讲必备知识 (2)【知识点一】带电粒子在组合场中的运动 (2)题型一磁场与磁场的组合 (2)题型二电场与磁场的组合 (4)【知识点二】带电粒子在叠加场中的运动 (6)【知识点三】带电粒子在交变电、磁场中的运动 (8)三．讲关键能力-----洛伦兹力与现代科技 (10)【能力点一】会分析质谱仪模型 (10)【能力点二】回旋加速器的原理和分析 (12)【能力点三】电场与磁场叠加的应用实例 (14)实例1速度选择器 (14)实例2磁流体发电机 (15)实例3电磁流量计 (16)实例4霍尔效应的原理和分析 (17)一讲核心素养1.物理观念：组合场、叠加场。
(1).掌握带电粒子在组合场中的运动规律和分析思路学会处理磁场和磁场组合、电场和磁场组合带电粒子运动问题．(2).了解叠加场的特点，会处理带电粒子在叠加场中的运动问题。
2.科学思维：牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律、类平抛运动的规律、圆周运动的规律。
3.情感态度价值观：通过学习常见的电子仪器体会洛伦兹的科技应用。
二讲必备知识【知识点一】带电粒子在组合场中的运动1．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场交替出现．2．带电粒子在组合场中运动的分析思路第1步：粒子按照时间顺序进入不同的区域可分成几个不同的阶段．第2步：受力分析和运动分析，主要涉及两种典型运动，如图所示．第3步：用规律题型一磁场与磁场的组合【例1】(2020·江苏卷·16)空间存在两个垂直于Oxy平面的匀强磁场，y轴为两磁场的边界，磁感应强度分别为2B0、3B0.甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场，速度均为v.甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q，其轨迹如图所示．甲经过Q时，乙也恰好同时经过该点．已知甲的质量为m，电荷量为q.不考虑粒子间的相互作用和重力影响．求：(1)Q到O的距离d；(2)甲两次经过P点的时间间隔Δt；(3)乙的比荷q′m′可能的最小值．【素养升华】本题考察的学科素养主要是科学思维。
带电粒子在复合场中的运动讲课文档
D.运动的速度为 E
B
答案 C 带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,有mg=qE,求得电荷
量q= mg ,根据电场强度方向和电场力方向判断出粒子带负电,A错;由左
E
手定则可判断粒子沿顺时针方向运动,B错;由qvB=mvω得ω=qB =mgB =
m Em
gB ,则 E = g ,C对,D错。
E Bw
第10页，共54页。
洛伦兹力不做功,不改变带电 粒子的⑨ 速度大小
第3页，共54页。
二、带电粒子在复合场中运动的几种情况 1.当带电粒子所受合外力为零时,将处于① 静止 或 ② 匀速直线运动 状态。 2.当带电粒子做匀速圆周运动时,③ 洛伦兹力 提供向心力,其余各力 的合力必为零。
3.当带电粒子所受合力大小与方向均变化时,将做非匀变速曲线运动。 这类问题一般只能用能量关系来处理。
第22页，共54页。
1-2 (2019北京海淀期末,16)在科学研究中,可以通过施加适当的电场
和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示,某时刻在xOy平面内 的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y轴负方向、电场强度为E的匀强电场,在第 Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于xOy坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁 场。一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从M点以速度v0沿垂直于y 轴方向射入该匀强电场中,粒子仅在电场力作用下运动到坐标原点O且 沿OP方向进入第 Ⅳ象限。在粒子到达坐标原点O时撤去匀强电场(不 计撤去电场对磁场及带电粒子运动的影响),粒子经过原点O进入匀强 磁场中,并仅在磁场力作用下,运动一段时间从y轴上的N点射出磁场。 已知OP与x轴正方向夹角α=60°,带电粒子所受重力及空气阻力均可忽 略不计,求:
第17页，共54页。
图2 (3)电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图3所示,有一 半径为r的圆形区域,圆心a与屏相距l,b是屏上的一点,ab与屏垂直。接 (1),从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域,若圆形区域内 不加磁场时,电子打在屏上的b点。为了使电子打在屏上的c点,c与b相
B
答案 C 带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,有mg=qE,求得电荷
量q= mg ,根据电场强度方向和电场力方向判断出粒子带负电,A错;由左
E
手定则可判断粒子沿顺时针方向运动,B错;由qvB=mvω得ω=qB =mgB =
m Em
gB ,则 E = g ,C对,D错。
E Bw
第10页，共54页。
洛伦兹力不做功,不改变带电 粒子的⑨ 速度大小
第3页，共54页。
二、带电粒子在复合场中运动的几种情况 1.当带电粒子所受合外力为零时,将处于① 静止 或 ② 匀速直线运动 状态。 2.当带电粒子做匀速圆周运动时,③ 洛伦兹力 提供向心力,其余各力 的合力必为零。
3.当带电粒子所受合力大小与方向均变化时,将做非匀变速曲线运动。 这类问题一般只能用能量关系来处理。
第22页，共54页。
1-2 (2019北京海淀期末,16)在科学研究中,可以通过施加适当的电场
和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示,某时刻在xOy平面内 的第Ⅱ、Ⅲ象限中施加沿y轴负方向、电场强度为E的匀强电场,在第 Ⅰ、Ⅳ象限中施加垂直于xOy坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁 场。一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从M点以速度v0沿垂直于y 轴方向射入该匀强电场中,粒子仅在电场力作用下运动到坐标原点O且 沿OP方向进入第 Ⅳ象限。在粒子到达坐标原点O时撤去匀强电场(不 计撤去电场对磁场及带电粒子运动的影响),粒子经过原点O进入匀强 磁场中,并仅在磁场力作用下,运动一段时间从y轴上的N点射出磁场。 已知OP与x轴正方向夹角α=60°,带电粒子所受重力及空气阻力均可忽 略不计,求:
第17页，共54页。
图2 (3)电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图3所示,有一 半径为r的圆形区域,圆心a与屏相距l,b是屏上的一点,ab与屏垂直。接 (1),从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域,若圆形区域内 不加磁场时,电子打在屏上的b点。为了使电子打在屏上的c点,c与b相