2014年高考物理二轮复习专题7：带电粒子在复合场中的运动ppt课件
精选-高考物理二轮复习十大热门考点专项突破专题07带电粒子在复合场中的运动练习
最新中小学教案试题试卷习题资料
最新中小学教案试题试卷习题资料 1 专题07带电粒子在复合场中的运动
带电粒子在复合场中的运动是历年高考压轴题的首选，常以带电粒子的运动为主线，与力的平衡、圆周运动、类平抛运动等结合命题，在近几年高考中考查组合场的频率很高．
在匀强电场中，若速度方向与电场方向平行，则做匀变速直线运动；若速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动.
带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系处理.
当粒子从一个场进入另一个场时，分析转折点处粒子速度的大小和方向往往是解题的突破口.
例1、如图7所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5 kg，电荷量q＝＋1×10－8C，g＝10 m/s2。求：
图7
(1)微粒入射速度v0为多少？
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？ 热点分析
经典例题 最新中小学教案试题试卷习题资料
最新中小学教案试题试卷习题资料 2 【名师解析】(1)开关S闭合前，由L2＝v0t，d2＝12gt2可解得
v0＝L2gd＝10 m/s。
答案(1)10 m/s(2)与负极相连，120 V≤U≤200 V
例2（2018四川四市二诊）如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一、二象限内有沿x轴正方向的匀强电场，第三、四象限内有沿y轴负方向的匀强电场．长度为L的绝缘轻质细线一端固定在O点，另一端系质量为m、电荷量为＋q的小球，小球恰能绕O点做完整的圆周运动。轨迹与y轴负半轴交于A点，距地面高度为L，重力加速度为g，四个象限内匀强电场的场强大小都是E＝qmg，不计阻力，运动过程中电荷量保持不变。
2014年高考物理二轮复习专题7：带电粒子在复合场中的运动配套检测
1 2014年高考物理二轮复习专题7：带电粒子在复合场中的运动配套检测
（满分：100分 时间：60分钟）
1．（10分）如图7－6所示空间分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个足够长的区域，各边界面相互平行，其中Ⅰ，Ⅱ区域存在匀强电场EI＝1.0×104 V/m，方向垂直边界面竖直向上；EⅡ＝ 34×105
V/m，方向水平向右，Ⅲ区域磁感应强度B＝5.0 T，方向垂直纸面向里，三个区域宽度分别为d1＝5.0 m，d2＝4.0 m，d3＝10 m．一质量m＝1.0×10－8 kg、电荷量q＝1.6×10－6C的粒子从O点由静止释放，粒子重力忽略不计．
图7－6
求：
(1)粒子离开区域Ⅰ时的速度大小；
(2)粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角；
(3)粒子在Ⅲ区域中运动的时间和离开Ⅲ区域时的速度方向与边界面的夹角．
2．（15分）有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图7－7所示，两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场．一束比荷(电荷量与质量之比)均为1k的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线O′O进入两金属板之间，其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板．重力加速度为g.PQ＝3d，NQ＝2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用．
2
图7－7
求：
(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)速率为λv0(λ>1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离．
3．（15分）如图7－8甲所示，两平行金属板长度l不超过0.2 m，两板间电压U随时间t变化的U－t图象如图7－8乙所示．在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场，磁感应强度B＝0.01 T，方向垂直纸面向里．现有带正电的粒子连续不断地以速度v0＝105 m/s射入电场中，初速度方向沿两板间的中线OO′方向．磁场边界MN与中线OO′垂直．已知带电粒子的比荷qm＝108 C/kg，粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计．
高考物理二轮复习十大热门考点专项突破 专题07 带电粒子在复合场中的运动练习
专题07 带电粒子在复合场中的运动
带电粒子在复合场中的运动是历年高考压轴题的首选，常以带电粒子的运动为主线，与力的平衡、圆周运动、类平抛运动等结合命题，在近几年高考中考查组合场的频率很高．
在匀强电场中，若速度方向与电场方向平行，则做匀变速直线运动；若速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动.
带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系处理.
当粒子从一个场进入另一个场时，分析转折点处粒子速度的大小和方向往往是解题的突破口.
例1、如图7所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L＝0.4 m，两板间距离d＝4×10－3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为m＝4×10－5 kg，电荷量q＝＋1×10－8 C，g＝10 m/s2。求：
图7
(1)微粒入射速度v0为多少？
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上极板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U应取什么范围？ 热点分析
经典例题
【名师解析】(1)开关S闭合前，由L2＝v0t，d2＝12gt2可解得
v0＝L2gd＝10 m/s。
答案 (1)10 m/s (2)与负极相连，120 V ≤U≤200 V
例2（2018四川四市二诊）如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的第一、二象限内有沿x轴正方向的匀强电场，第三、四象限内有沿y轴负方向的匀强电场．长度为L的绝缘轻质细线一端固定在O点，另一端系质量为m、电荷量为＋q的小球，小球恰能绕O点做完整的圆周运动。轨迹与y轴负半轴交于A点，距地面高度为L，重力加速度为g，四个象限内匀强电场的场强大小都是E＝qmg，不计阻力，运动过程中电荷量保持不变。
（1）求小球做圆周运动过程中的最小速度；
（2）小球运动到A点，剪断细线，求小球落地点与A点间的水平距离。
2014届高考物理二轮复习检测与评估：专题七 带电粒子在磁场中的运动(含13年模拟)
第 1 页 共 8 页 专题七 带电粒子在磁场中的运动
1. (多选)(2013·苏北三市一模)如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称.导线均通有大小相等、方向向上的电流.已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B=kIr,式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离.一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点.关于上述过程,下列说法中正确的是(
)
A. 小球先做加速运动后做减速运动
B. 小球一直做匀速直线运动
C. 小球对桌面的压力先减小后增大
D. 小球对桌面的压力一直在增大
2. (多选)(2013·宿迁、徐州三模)如图所示,虚线MN上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B1,带电粒子从边界MN上的A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN上的B点射出.若在粒子经过的区域PQ上方再叠加方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,让该粒子仍以速度v0从A处沿原方向射入磁场,经磁场偏转后从边界MN上的B'点射出(图中未标出),不计粒子的重力.下列关于粒子的说法中,正确的是(
)
A. B'点在B点的左侧 第 2 页 共 8 页 B. 从B'点射出的速度大于从B点射出的速度
C. 从B'点射出的速度方向平行于从B点射出的速度方向
D. 从A到B'的时间小于从A到B的时间
3. (多选)如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界.一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场.若粒子速度为v0,最远可落在边界上的A点,下列说法中正确的有(
)
A. 若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0
B. 若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0
C. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0-2qBdm
D. 若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0+2qBdm
4. 如图所示,在半径为R=0mvBq的圆形区域内有水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆形区域右侧有一竖直感光板.带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电荷量为q,粒子重力不计.若粒子对准圆心射入,则(
髙中物理二轮复习《用“三环五步法”解带电粒子在复合场中的运动问题》
髙中物理二轮复习
《用“三环五步法”解带电粒子在复合场中的运动问题》
绵阳东辰国际学校 胡明会 2014-3-4
三环
第一环：分 类 顺藤摸瓜型 中间开花型 倒打一耙型
第二环：建 模 理想模型 状态模型 过程模型
第三环：定 调 物体平衡 牛顿定律 动能定理
五步
第一步：分析力 分析研究对象的受力，注意重力是怱略还是考虑
第二步：确定态 研究对象处于平衡态还是非平衡态
第三步：画出迹 画出研究对象的运动轨迹
第四步：研究角 研究电偏转角或磁偏转角
第五步：分析能 根据动能定理或功能关系求解相关问题
典例1．如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上y = h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x = – 2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y = – 2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求：
（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；
（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；
（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。
典例2．如图所示，矩形区域I和II内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界，四者相互平行)，磁感应强度大小均为B，矩形区域的长度足够长，两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同。某种带正电的粒子从AA′上O1处以大小不同的速度沿与O1A成α=30°角进入磁场(如图所示，不计粒子所受重力)，当粒子的速度小于某一值时，粒子在区域I内的运动时间均为t0．当速度为v0时，粒子在区域I内的运动时间为t0/5。求：
2011届高考物理(二轮)专题复习学案：专题5第2讲 带电粒子在复合场中的运动(新课标)
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专题五 带电粒子在磁场、复合场中的运动
第2讲 带电粒子在复合场中的运动
【核心要点突破】
知识链接
一、 两种模型
1、组合场：即电场与磁场有明显的界线,带电粒子分别在两个区域内做两种不同的运动,即分段运动,该类问题运动过程较为复杂,但对于每一段运动又较为清晰易辨,往往这类问题的关键在于分段运动的连接点时的速度,具有承上启下的作用．
2、复合场：即在同一区域内同时有电场和磁场，些类问题看似简单，受力不复杂，但仔细分析其运动往往比较难以把握。
二、 三种场力比较
电场 磁场 重力场
力的大小 ① F=qE
②与电荷的运动状态无关，在匀强电场中,电场力为恒力。 与电荷的运动状态有关，
①电荷静止或v∥B时，不受f洛，
② v⊥B时洛仑兹力最大
f洛= q B v ①G=mg
②与电荷的运动状态无关
力的方向 正电荷受力方向与E方向相同，(负电荷受力方向与E相反)。 f洛方向⊥(B和v)所决定的平面，(可用左手定则判定) 总是竖直向下
力做功特点 做功多少与路径无关，只取决于始末两点的电势差，
W=q UAB=ΔE f洛对电荷永不做功，只改变电荷的速度方向，不改变速度的大小 做功多少与路径无关，只取决于始末位置的高度差，
W=mgh=ΔEp
深化整合
一、带电粒子在复合场中的运动的分类
1、 带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动:必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力.
2、 带电微粒在三个场共同作用下做直线运动:重力和电场力是恒力，它们的合力也是恒力。
当带电微粒的速度平行于磁场时，不受洛伦兹力，因此可能做匀速运动也可能做匀变速运动；
当带电微粒的速度垂直于磁场时，一定做匀速运动。
3、 较复杂的曲线运动
当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时，粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理．
2014届高考物理二轮复习检测与评估：专题八 带电粒子在复合场中的运动(含13年模拟)
第 1 页 共 8 页 专题八 带电粒子在复合场中的运动
1. (多选)(2013·南通一模)回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,其原理如图所示.D1和D2是两个中空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上.位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略),它们在两盒之间被电场加速.当质子被加速到最大动能Ek后,再将它们引出.忽略质子在电场中的运动时间,则下列说法中正确的是 (
)
A. 若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大
B. 若只增大交变电压U,则质子在回旋加速器中运行时间会变短
C. 若只将交变电压的周期变为2T,仍可用此装置加速质子
D. 质子第n次被加速前后的轨道半径之比为-1n∶n
2. (多选)(2013·海安中学)如图所示,匀强磁场B垂直于纸面向里,带电粒子(重力不计)在垂直于磁场的竖直平面内做以O为圆心的沿顺时针方向的匀速圆周运动.当粒子运动到最低点P时,突然加一个竖直方向的匀强电场,粒子运动到P'点,P'和O在同一水平面上.下列说法中正确的是(
)
A. 粒子带负电
B. 匀强电场的方向向下
C. 粒子在P'点处的速度小于在P点处的速度 第 2 页 共 8 页 D. 粒子在P'点处的电势能大于在P点处的电势能
3. (2013·常州一模)如图所示,足够长的竖直绝缘管处于方向彼此垂直、电场强度和磁感应强度分别为E和B的匀强电场和匀强磁场中.一个质量为m的带正电q的小球,从静止开始沿管下滑,则在下滑的全过程中小球的加速度a与时间t的关系图象正确的是(
)
4. (多选)(2013·苏北三市一模)如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器,由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.下列说法中正确的是(
广东高三物理二轮复习3一带电粒子在电磁场运动
广东高考物理提高第三篇----带电粒子在电磁场中的运动
一、 带电粒子在匀强电场中的运动
1. 加速（通常应用动能定理求解）
【例2】如图所示，两个极板的正中央各有一小孔，两板间加以电压U，一带正电荷q的带电粒子以初速度v0从左边的小孔射入，并从右边的小孔射出，则射出时速度为多少？
mquvV220
小结：
1.带电粒子在匀强电场中加速运动，它的运动特点是：带电粒子在匀强电场中的电场力F的作用下，以恒定加速度FqUammd做匀加速直线运动，处理方法有：（1）牛顿运动定律和运动学公式；（2）能量观点。
2.偏转（通常垂直进入电场，作类平抛运动）
电荷量为q、质量为m的带电粒子由静止开始经电压U1加速后，以速度v1垂直进入由两带电平行金属板产生的匀强电场中，则带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，其轨迹是一条抛物线(如图所示)．
qU1＝12mv12
设两平行金属板间的电压为U2，板间距离为d，板长为L．
(1)带电粒子进入两板间后
粒子在垂直于电场的方向上做匀速直线运动，有：vx＝v1，L＝v1t
粒子在平行于电场的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，有：vy＝at，y＝12at2，a＝qEm＝qU2md．
(2)带电粒子离开极板时
侧移距离y＝12at2＝qU2L22mdv12＝U2L24dU1
轨迹方程为：y＝U2x24dU1(与m、q无关)
偏转角度φ的正切值tan φ＝atv1＝qU2Lmdv12＝U2L2dU1
若在偏转极板右侧D距离处有一竖立的屏，在求电子射到屏上的侧移距离时有一个很有用的推论，即：所有离开偏转电场的运动电荷好像都是从极板的中心沿中心与射出点的连线射出的．这样很容易得到电荷在屏上的侧移距离 y′＝(D＋L2)tan
φ．
以上公式要求在能够证明的前提下熟记，并能通过以上式子分析、讨论侧移距离和偏转角度与带电粒子的速度、动能、比荷等物理量的关系．
M
N
q
U v0 v 练习1.一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？
2014届物理二轮复习计算题二
1 2014年计算题二之电磁复合型
一．题型：
(1)高考主要考查带电粒子在匀强电场、磁场或复合场中的运动．
(2)粒子运动型计算题大致有两类，一是粒子依次进入不同的有界场区，二是粒子进入复合场区．近年来全国高考重点就是受力情况和运动规律分析求解，周期、半径、轨迹、速度、临界值等．再结合能量守恒和功能关系进行综合考查
二．应对策略：
(1)正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提．
①带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析，当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动．(如速度选择器)；当带电粒子在复合场中所受合外力恒定且与速度垂直时，做平抛或类平抛运动。
②带电粒子所受的重力和电场力等值反向，洛伦磁力提供向心力，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动．
③带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程可能由几种不同的运动阶段组成．
(2)灵活选用力学规律是解决问题的关键
①当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列方程求解．
②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时往往应用牛顿第二定律（垂直于速度方向）和平衡条件（沿速度方向）列方程联立求解．当带电粒子在复合场中做平抛或类平抛运动，应选用牛顿第二定律（垂直于速度方向）和运动规律及动能定理。
③当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．
说明：由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解．
【通用版】高考物理二轮复习讲义：第3讲 吃透“三场特性”探秘复合场中的运动问题(含解析)
第3讲 吃透“三场特性”，探秘复合场中的运动问题
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考法
学法
带电粒子在复合场中的运动问题是历年高考的热点，考查的难度从易到难都有。考查的题型既有选择题，又有计算题。考查的主要内容包括：①带电粒子在组合场中的运动；②带电粒子(体)在叠加场中的运动。该部分内容主要解决的是选择题中的带电粒子在复合场中的运动问题。用到的思想方法有：①比值定义法；
②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤临界、极值问题的分析方法；⑥等效思想；⑦分解思想。
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提能点一 对电场、重力场的综合考查重难增分类考点讲练结合过关
[研一题]————————————————————————————————
[多选]如图所示，一质量为m的带电小球用长为L不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，在O点下方存在一个水平向右、场强为E的匀强电场，小球静止时细线与竖直方向成45°角，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．若剪断细线，小球将做曲线运动
B．小球带负电，且电荷量为mgE
C．若突然将电场方向变为水平向左，小球在最低点速率为2gL
D．若突然将电场方向变为水平向左，小球一定能运动到O点右侧等高处
[解析] 若剪断细线，小球在恒力作用下将做直线运动，选项A错误；对小球受力分析，由平衡条件可知小球带负电，且qE＝mgtan 45°，解得q＝mgE，选项B正确；将电场方向变为水平向左，小球从题图所示位置运动到最低点，由动能定理有mgL(1－cos 45°)＋EqLsin 45°＝12mv2，解得v＝2gL，选项C正确；将电场方向变为水平向左，小球运动到O点右侧与初始位置等高处时速度最大，则小球一定能运动到O点右侧等高处，选项D正确。
[答案] BCD