高考物理第一轮总复习课件：选修3-1第8章第3节.ppt

如图8－3－12所示, 足够长的光滑绝缘斜面与水平面的夹角为α(sinα＝0.6), 放在匀强电场和匀强磁场中, 电场强度E＝50 V/m, 方向水平向左, 磁场方向垂直纸面向外. 例2 带电粒子在叠加场中的运动 一个电荷量为q＝4×10－2 C, 质量m＝0.40 kg的光滑小球, 以初速度v0＝20 m/s从斜面底端向上滑, 图8－3－12 然后又下滑, 共经过3 s脱离斜面, 求磁场的磁感应强度. (g取10 m/s2) 【思路点拨】　解此题的关键有两点: (1)带电小球在上滑和下滑两个过程的受力特点. (2)带电小球脱离斜面的原因及条件. 【解析】　小球沿斜面向上运动过程中受力分析如图8－3－13所示, 由牛顿第二定律, 得 qEcosα＋mgsinα＝ma1, 图8－3－13 小球在离开斜面前做匀加速直线运动, a2＝10 m/s2 运动时间t2＝1 s 脱离斜面时的速度v＝a2t2＝10 m/s 图8－3－14 【答案】　5 T 【方法引导】　 带电粒子(体)在叠加场中的运动问题求解要点: (1)受力分析是基础. 在受力分析时是否考虑重力必须注意题目条件. (2)运动过程分析是关键. 在运动过程分析中应注意物体做直线运动, 曲线运动及圆周运动、类平抛运动的条件. (3)根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解. 互动探究　 (1)该题中小球沿斜面上滑的最大距离是多少？(2)若小球带负电, 小球沿斜面上滑的时间是多少？ 答案: (1)20 m　(2)10 s 例3 带电粒子在复合场中运动的实例模型 (满分样板　18分)(2011·高考北京理综卷)利用电场和磁场, 可以将比荷不同的离子分开, 这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用. 如图8－3－15所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场, A处有一狭缝. 图8－3－15 离子源产生的离子, 经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场, 运动到GA边, 被相应的收集器收集. 整个装置内部为真空. 已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1＞m2), 电荷量均为q.加速电场的电势差为U, 离子进入电场时的初速度可以忽略. 不计重力, 也不考虑离子间的相互作用. (1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1; (2)当磁感应强度的大小为B时, 求两种离子在GA边落点的间距s; (3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响, 实际装置中狭缝具有一定宽度. 若狭缝过宽, 可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠, 导致两种离子无法完全分离. 设磁感应强度大小可调, GA边长为定值L, 狭缝宽度为d, 狭缝右边缘在A处. 离子可以从狭缝各处射入磁场, 入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场. 为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离, 求狭缝的最大宽度. 【思路点拨】　 此题的关键是将实际问题还原为带电粒子在复合场中的运动, 然后根据复合场的特点分析粒子的受力和运动规律并进行计算. ?解题样板规范步骤, 该得的分一分不丢！ 【名师归纳】　 以回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪等模型为载体考查带电粒子在复合场中的运动的试题在高考中曾多次出现, 同学们要理解这些常见模型的原理. 该题是质谱仪原理的应用, 理解质谱仪时要注意两点: 知能演练强化闯关 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放 二、“磁偏转”和“电偏转”的比较 电偏转 磁偏转 受力特征 F＝Eq　恒力 F＝qvB　变力 运动性质 匀变速 线运动 匀速圆周运动 运动轨迹 电偏转 磁偏转 运动 规律 电偏转 磁偏转 射出边界的速率 v＝ ___________＞v0 v＝v0 运动 时间 即时应用 2. (2012·北京海淀一模)如图8－3－7所示, a、b是一对水平放置的平行金属板, 板间存在着竖直向下的匀强电场. 一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v0沿平行于金属板的方向进入场区, 带电粒子进入场区后将向上偏转, 并恰好从a板的右边缘处飞出; 图8－3－7 若撤去电场, 在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场, 则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转, 并恰好从b板的右边缘处飞出. 现上述的电场和磁场同时存在于两金属板之间, 仍让相同的带电粒子 从同一位置以相同的速度进入场区, 则下面的判断中正确的是(　　) A. 带电粒子将做匀速直线运动 B. 带电粒子将偏向a板一方做曲线运动 C. 带电粒子将偏向b板一方做曲线运动 D. 无法确定带电粒子做哪种运动 三、解决带电粒子在复合场