【步步高】2016版高考物理(全国通用)专题8带电粒子在电场和磁场中的运动教程.pptx

专题8 带电粒子在电场和磁场中的运动 真题示例 图1 (1)求原本打在MN中点P的离子质量m； (2)为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围； (3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数.(取lg 2＝0.301，lg 3＝0.477，lg 5＝0.699) 最少次数为3次 答案　3次 2.(2014·全国大纲·25)如图2所示，在第 一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向 垂直于纸面(xy平面)向外；在第四象限 存在匀强电场，方向沿x轴负方向.在y轴 正半轴上某点以与x轴正向平行、大小 为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场.不计粒子重力.若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，求： 图2 (1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值； 解析　如图，粒子进入磁场后做匀速圆周运动. 设磁感应强度的大小为B，粒子质量与所带电 荷量分别为m和q，圆周运动的半径为R0.由洛 伦兹力公式及牛顿第二定律得 由题给条件和几何关系可知 R0＝d ② 设电场强度大小为E，粒子进入电场后沿x轴负方向的加速度大小为ax，在电场中运动的时间为t，离开电场时沿x轴负方向的速度大小为vx.由牛顿第二定律及运动学公式得 Eq＝max ③ vx＝axt ④ 由于粒子在电场中做类平抛运动(如图)，有 (2)该粒子在电场中运动的时间. 解析　联立⑤⑥式得 1.题型特点 (1)带电粒子在复合场中的运动是力电综合的重点和高考的热点，常见的考查形式有组合场(电场、磁场、重力场依次出现)、叠加场(空间同一区域同时存在两种以上的场)、周期性变化的场等，近几年高考试题中，涉及本专题内容的频率极高，特别是计算题，题目难度大，涉及面广. 考纲解读 (2)试题多把电场和磁场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、圆周运动规律、功能关系揉合在一起，主要考查考生的空间想象力、分析综合能力以及运用数学知识解决物理问题的能力.以及考查考生综合分析和解决复杂问题的能力. 2.解决带电粒子在组合场中运动的一般思路和方法： (1)明确组合场是由哪些场组合成的. (2)判断粒子经过组合场时的受力和运动情况，并画出相应的运动轨迹简图. (3)带电粒子经过电场时利用动能定理和类平抛运动知识分析. (4)带电粒子经过磁场区域时通常用圆周运动知识结合几何知识来处理. 内容索引 考题一　带电粒子在组合场中的运动 考题二　带电粒子在叠加场中的运动 考题三　带电粒子在交变电磁场中运动的问题 考题四　磁与现代科技的应用 专题综合练 考题一　带电粒子在组合场中的运动 1.如图3所示，在直角坐标系xOy的第二象限 存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的 大小为E1，在y轴的左侧存在垂直于纸面的匀 强磁场.现有一质量为m，带电荷量为－q的带 电粒子从第二象限的A点(－3L，L)以初速度v0沿x轴正方向射入后刚好做匀速直线运动，不计带电粒子的重力. 图3 (1)求匀强磁场的大小和方向； (2)撤去第二象限的匀强磁场，同时调节电场强度的大小为E2，使带电粒子刚好从B点(－L,0)进入第三象限，求电场强度E2的大小； (3)带电粒子从B点穿出后，从y轴上的C点进入第四象限，若E1＝2E2，求C点离坐标原点O的距离. 解析　带电粒子穿过B点时竖直速度： v1＝at ⑦ 由④⑤⑦解得：v1＝v0 ⑧ 即θ＝45° ⑪ 由E1＝2E2 ⑬ ⑫ ⑭ ⑮ ⑫⑭ 图4 (1)求磁场的宽度L； 解析　根据洛伦兹力提供向心力有： (2)求匀强电场的场强大小E； 解析　如图，设粒子从A点进入磁场，将其从N点到A点的运动分别沿着电场线和垂直电场线方向分解，粒子在这两个方向上通过的距离分别为h和l，在A点沿这两个方向的速度大小均为v. 垂直于电场线方向有：l＝vt 由几何关系有：l＋h＝2d (3)若另一个同样的粒子以速度v从M点沿场强方向运动，经时间t第一次从磁场边界上P点出来，求时间t. 解析　粒子从M点沿电场线方向向前运动的距离为s 说明粒子不能打到绝缘板上就要返回，运动过程如图 从F点进入磁场时的速度为v′，由v′2 －v2＝2ad 因为R′(1－cos 45°)L，所以粒子不会从磁场右边界射出. 粒子从M点到第一次从磁场中出来所经过的时间为 分析带电粒子在组合场中运动问题的方法 (1)要清楚场的性质、方向、强弱、范围等. (2)带电粒子依次通过不同场区时，由受力情况确定粒子在不同区域的运动情况. (3)正确地画出粒子的运动轨迹图. 方法小结 (4)根据区域和运动