高三物理二輪復(fù)習(xí)專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng).doc

滕州三中2015-2016學(xué)年高三物理二輪復(fù)習(xí)學(xué)案 專題三 通過場(chǎng)的類比(電場(chǎng)與重力場(chǎng)類比、電場(chǎng)與磁場(chǎng)的類比)，形象理解電場(chǎng)的性質(zhì)，掌握電場(chǎng)力和洛倫茲力的特性； 圍繞兩大性質(zhì)，理順電場(chǎng)中基本概念的相互聯(lián)系； 熟知兩大定則(安培定則和左手定則)，準(zhǔn)確判定磁場(chǎng)及磁場(chǎng)力的方向； 認(rèn)識(shí)兩類偏轉(zhuǎn)模型(類平拋和圓周運(yùn)動(dòng))，掌握帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、規(guī)律和分析處理方法第6講帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)12015全國(guó)卷 如圖61所示，直線a、b和c、d是處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩組平行線，M、N、P、Q是它們的交點(diǎn)，四點(diǎn)處的電勢(shì)分別為M、N、P、Q.一電子由M點(diǎn)分別運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)和P點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力所做的負(fù)功相等，則()A直線a位于某一等勢(shì)面內(nèi)，MQB直線c位于某一等勢(shì)面內(nèi)，MNC若電子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功D若電子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功【考題定位】 難度等級(jí)：容易 出題角度：本題考查了考生對(duì)電場(chǎng)能的性質(zhì)的理解，要求考生掌握勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系22015全國(guó)卷 如圖62所示，兩平行的帶電金屬板水平放置若在兩板中間a點(diǎn)從靜止釋放一帶電微粒，微粒恰好保持靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將兩板繞過a點(diǎn)的軸(垂直于紙面)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45，再由a點(diǎn)從靜止釋放一同樣的微粒，該微粒將()A保持靜止?fàn)顟B(tài) B向左上方做勻加速運(yùn)動(dòng)C向正下方做勻加速運(yùn)動(dòng) D向左下方做勻加速運(yùn)動(dòng)【考題定位】 難度等級(jí)：容易 出題角度：本題考查了力電綜合的力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系問題，涉及平行板電容中電場(chǎng)特點(diǎn)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用等考點(diǎn)考點(diǎn)一電場(chǎng)的性質(zhì)1 如圖64所示，半徑為R的水平絕緣圓盤可繞豎直軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，水平虛線AB、CD互相垂直，一電荷量為q的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊置于距轉(zhuǎn)軸r處，空間有方向由A指向B的勻強(qiáng)電場(chǎng)當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小物塊相對(duì)圓盤始終靜止小物塊轉(zhuǎn)動(dòng)到位置(虛線AB上)時(shí)受到的摩擦力為零，轉(zhuǎn)動(dòng)到位置(虛線CD上)時(shí)受到的摩擦力為f.求：(1)圓盤邊緣兩點(diǎn)間電勢(shì)差的最大值；(2)小物塊由位置轉(zhuǎn)動(dòng)到位置克服摩擦力做的功導(dǎo)思 小物塊分別轉(zhuǎn)動(dòng)到位置、位置時(shí)由哪些力提供向心力？小物塊由位置轉(zhuǎn)動(dòng)到位置電場(chǎng)力做了多少功？克服摩擦力做了多少功？歸納 1電場(chǎng)力：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有力的作用，電場(chǎng)力的大小和方向由電場(chǎng)強(qiáng)度和電荷共同決定，大小為FqE，正電荷所受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同2電勢(shì)能：電勢(shì)能是標(biāo)量，電場(chǎng)中電荷的電勢(shì)能與電勢(shì)的高低及電荷所帶的電荷量及電性有關(guān)，即Epq，而電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能變化的相反數(shù)，即WqUEp.變式1 (多選)圖65是某空間部分電場(chǎng)線分布圖，在電場(chǎng)中取一點(diǎn)O，以O(shè)為圓心的圓周上有M、Q、N三個(gè)點(diǎn)，連線MON與直電場(chǎng)線重合，連線OQ垂直于MON.下列說法正確的是()AM點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)BO點(diǎn)的電勢(shì)等于Q點(diǎn)的電勢(shì)C將一負(fù)點(diǎn)電荷由M點(diǎn)移到Q點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能增加D一靜止的正點(diǎn)電荷只受電場(chǎng)力作用能從Q點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)變式2 (多選)如圖66所示，圖中五點(diǎn)均在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，它們剛好是一個(gè)半徑為R0.2 m的圓的四個(gè)等分點(diǎn)和圓心b、c、d三點(diǎn)的電勢(shì)如圖所示已知電場(chǎng)線與圓所在的平面平行，關(guān)于等分點(diǎn)a處和圓心O處的電勢(shì)及電場(chǎng)強(qiáng)度，下列描述正確的是()Aa點(diǎn)的電勢(shì)為4 VBO點(diǎn)的電勢(shì)為5 VC電場(chǎng)強(qiáng)度方向由O點(diǎn)指向b點(diǎn)D電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為10 V/m考點(diǎn)二帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)2 圖67為兩組平行金屬板，一組豎直放置，一組水平放置，今有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點(diǎn)，經(jīng)電壓U0加速后通過B點(diǎn)進(jìn)入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間，若電子從兩塊水平平行板的正中間射入，且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板間穿出，求：(1)電子通過B點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)右側(cè)平行金屬板的長(zhǎng)度；(3)電子穿出右側(cè)平行金屬板時(shí)的動(dòng)能導(dǎo)思 電子通過A、B做什么運(yùn)動(dòng)？怎樣計(jì)算電子在B點(diǎn)的速度？電子在兩塊水平平行金屬板間做什么運(yùn)動(dòng)？水平位移和豎直位移分別滿足什么關(guān)系？電子在運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力一共做了多少功？歸納 1帶電粒子在電場(chǎng)中的加速可以應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式求解，也可應(yīng)用動(dòng)能定理qUmvmv求解，其中U為帶電粒子初、末位置之間的電勢(shì)差2帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，屬類平拋運(yùn)動(dòng)，要應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法求解，同時(shí)要注意：(1)明確電場(chǎng)力的方向，確定帶電粒子到底向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)；(2)借助畫出的運(yùn)動(dòng)示意圖尋找?guī)缀侮P(guān)系或題目中的隱含關(guān)系帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可從動(dòng)力學(xué)、能量等多個(gè)角度來分析和求解考點(diǎn)三帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3 2015四川卷 如圖68所示，粗糙、絕緣的直軌道OB固定在水平桌面上，B端與桌面邊緣對(duì)齊，A是軌道上一點(diǎn)，過A點(diǎn)并垂直于軌道的豎直面右側(cè)有大小E1.5106 N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)帶負(fù)電的小物體P電荷量是2.0106 C，質(zhì)量m0.25 kg，與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，P從O點(diǎn)由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.55 s到達(dá)A點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度是5 m/s，到達(dá)空間D點(diǎn)時(shí)速度與豎直方向的夾角為，且tan 1.2，P在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終受到水平向右的某外力F作用，F(xiàn)大小與P的速率v的關(guān)系如下表所示P視為質(zhì)點(diǎn)，電荷量保持不變，忽略空氣阻力，g取10 m/s2.求：v/(ms1)0v22v5v5F/N263(1)小物體P從開始運(yùn)動(dòng)至速率為2 m/s所用的時(shí)間；(2)小物體P從A運(yùn)動(dòng)至D的過程，電場(chǎng)力做的功歸納 帶電體通常是指需要考慮重力的物體，如帶電小球、帶電液滴、帶電塵埃等帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的研究方法與力學(xué)綜合題的分析方法相近，一般應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、動(dòng)能定理和能量守恒定律求解當(dāng)帶電體同時(shí)受重力和電場(chǎng)力時(shí)，可以應(yīng)用等效場(chǎng)的觀點(diǎn)處理變式1 如圖69所示，CD左側(cè)存在場(chǎng)強(qiáng)大小 E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的光滑絕緣小球從底邊BC長(zhǎng)為L(zhǎng)、傾角為53的直角三角形斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑，運(yùn)動(dòng)到斜面底端C點(diǎn)后進(jìn)入一豎直半圓形細(xì)圓管內(nèi)(C處為一小段長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧，圓管內(nèi)徑略大于小球直徑，半圓直徑CD在豎直線上)，恰能到達(dá)細(xì)圓管最高點(diǎn)D點(diǎn)，隨后從D點(diǎn)離開后落回斜面上某點(diǎn)P.(重力加速度為g , sin 530.8, cos 530.6)求：(1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度；(2)小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t.變式2 如圖610所示，空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，AB是豎直方向的直徑一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球套在圓環(huán)上，并靜止在P點(diǎn)，且OP與豎直方向的夾角37.不計(jì)空氣阻力已知重力加速度為g，sin 370.6，cos 370.8.(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；(2)要使小球從P點(diǎn)出發(fā)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求小球初速度v應(yīng)滿足的條件4 如圖611甲所示，一對(duì)平行金屬板M、N長(zhǎng)為L(zhǎng)，相距為d，O1O為中軸線當(dāng)兩板間加電壓UMNU0時(shí)，兩板間為勻強(qiáng)電場(chǎng)，忽略兩極板外的電場(chǎng)，某種帶負(fù)電的粒子從O1點(diǎn)以速度v0沿O1O方向射入電場(chǎng)，粒子恰好打在上極板M的中點(diǎn)，粒子重力忽略不計(jì)(1)求帶電粒子的比荷； (2)若MN間加如圖乙所示的交變電壓，其周期T，從t0開始，前內(nèi)UMN2U，后內(nèi)UMNU，大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持續(xù)射入電場(chǎng)，最終所有粒子恰好能全部離開電場(chǎng)而不打在極板上，求U的值圖611導(dǎo)思 MN間加交變電壓后，粒子在水平方向做什么運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少？MN間加交變電壓后，粒子在豎直方向做什么運(yùn)動(dòng)？可以分成幾個(gè)階段？每階段的加速度是多少？歸納 交變電場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)往往屬于運(yùn)動(dòng)的多過程問題，關(guān)鍵是搞清楚電場(chǎng)力或加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，進(jìn)而分析速度的變化規(guī)律，通過繪制vt圖像來分析運(yùn)動(dòng)過程比較直觀簡(jiǎn)便【真題模型再現(xiàn)】平行板電容器中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)2011 安徽卷交變電場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)2012新課標(biāo)全國(guó)卷帶電粒子在電容器中的勻速直線運(yùn)動(dòng)2013廣東卷加速偏轉(zhuǎn)模型應(yīng)用2014安徽卷帶電粒子在電容器中運(yùn)動(dòng)的功能關(guān)系2014天津卷帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的功能轉(zhuǎn)化2015海南卷帶電粒子在電場(chǎng)中加速(續(xù)表)【真題模型再現(xiàn)】平行板電容器中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)2015山東卷帶電體在變化電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)2015北京卷帶電粒子在電場(chǎng)中的功能轉(zhuǎn)化2015全國(guó)卷帶電粒子在電場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)問題【模型核心歸納】帶電體在平行板電容器間的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上就是在電場(chǎng)力作用下的力電綜合問題，依然需要根據(jù)力學(xué)解題思路求解，解題過程要遵從以下基本步驟：(1)確定研究對(duì)象(是單個(gè)研究對(duì)象還是物體組)；(2)進(jìn)行受力分析(分析研究對(duì)象所受的全部外力，包括電場(chǎng)力其中電子、質(zhì)子、正負(fù)離子等基本微觀粒子在沒有明確指出或暗示時(shí)一般不計(jì)重力，而帶電油滴、帶電小球、帶電塵埃等宏觀帶電體一般要考慮其重力)；(3)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析(分析研究對(duì)象所處的運(yùn)動(dòng)環(huán)境是否存在束縛條件，并根據(jù)研究對(duì)象的受力情況確定其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程)；(4)建立物理等式(由平衡條件或牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解，對(duì)于涉及能量的問題，一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解.例在真空中水平放置平行板電容器，兩極板間有一個(gè)帶電油滴，電容器兩極板間距為d，當(dāng)平行板電容器的電壓為U0時(shí)，油滴保持靜止?fàn)顟B(tài)，如圖612所示當(dāng)給電容器突然充電使其電壓增加U1，油滴開始向上運(yùn)動(dòng)；經(jīng)時(shí)間t后，電容器突然放電使其電壓減少U2，又經(jīng)過時(shí)間t，油滴恰好回到原來位置假設(shè)油滴在運(yùn)動(dòng)過程中沒有失去電荷，充電和放電的過程均很短暫，這段時(shí)間內(nèi)油滴的位移可忽略不計(jì)，重力加速度為g.試求：(1)帶電油滴所帶電荷量與質(zhì)量之比；(2)第一個(gè)t與第二個(gè)t時(shí)間內(nèi)油滴運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比；(3)U1與U2之比展 如圖613所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N.今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落(P、M、N在同一豎直線上)，空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回若保持兩極板間的電壓不變，則不正確的是()圖613A把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回B把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落C把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回D把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔繼續(xù)下落第7講帶電粒子在磁場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1(多選)2014新課標(biāo)全國(guó)卷 圖71為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖圖中，永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場(chǎng)，硅微條徑跡探測(cè)器可以探測(cè)粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子當(dāng)這些粒子從上部垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，下列說法正確的是()圖71A電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑一定相同C僅依據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡無法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D粒子的動(dòng)能越大，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小【考題定位】 難度等級(jí)：中等 出題角度：本題主要考查學(xué)生對(duì)左手定則、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握情況22015全國(guó)卷 兩相鄰勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同、方向平行一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子(不計(jì)重力)，從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后，粒子的()A軌道半徑減小，角速度增大B軌道半徑減小，角速度減小C軌道半徑增大，角速度增大 D軌道半徑增大，角速度減小【考題定位】 難度等級(jí)：容易 出題角度：本題主要考查學(xué)生對(duì)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)結(jié)論的掌握情況，屬于較簡(jiǎn)單題目3(多選)2015全國(guó)卷 兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和，的磁感應(yīng)強(qiáng)度是的k倍，兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)與中運(yùn)動(dòng)的電子相比，中的電子()A運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍B加速度的大小是中的k倍C做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是中的k倍D做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與中的相等【考題定位】 難度等級(jí)：容易 出題角度：本題主要考查學(xué)生對(duì)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握情況，考查了應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決物理問題的能力考點(diǎn)一通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的安培力問題1 2015重慶卷 音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī)圖72是某音圈電機(jī)的原理示意圖，它由一對(duì)正對(duì)的磁極和一個(gè)正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，匝數(shù)為n，磁極正對(duì)區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為B，區(qū)域外的磁場(chǎng)忽略不計(jì)線圈左邊始終在磁場(chǎng)外，右邊始終在磁場(chǎng)內(nèi)，前后兩邊在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度始終相等 某時(shí)刻線圈中電流從P流向Q，大小為I.(1)求此時(shí)線圈所受安培力的大小和方向(2)若此時(shí)線圈水平向右運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，求安培力的功率導(dǎo)思 單根通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)放置，安培力的大小、方向如何？n根呢？安培力的功率與哪些因素有關(guān)？歸納 安培力與動(dòng)力學(xué)綜合問題已成為高考的熱點(diǎn)，解決這類問題的關(guān)鍵是把電磁學(xué)問題力學(xué)化，把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，即畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向切忌跟著感覺走，要用左手定則來判斷，注意F安B、F安I.其次是選用牛頓第二定律或平衡條件建立方程解題變式 如圖73所示，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧下面掛有匝數(shù)為n的矩形線框abcd.bc邊長(zhǎng)為l，線框的下半部分處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直線框平面向里線框中通以電流I，方向如圖所示，開始時(shí)線框處于平衡狀態(tài)，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)令磁場(chǎng)反向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小仍為B，線框達(dá)到新的平衡則在此過程中線框位移的大小x及方向是()Ax，方向向上Bx，方向向下Cx，方向向上 Dx，方向向下考點(diǎn)二帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)2 如圖74所示，在xOy平面內(nèi)以O(shè)為圓心、R0為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0從A(R0，0)點(diǎn)沿x軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域，經(jīng)過P(0，R0)點(diǎn)，沿y軸正方向進(jìn)入同心環(huán)形區(qū)域，為使粒子經(jīng)過區(qū)域后能從Q點(diǎn)回到區(qū)域，需在區(qū)域內(nèi)加一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)已知OQ與x軸負(fù)方向成30角，不計(jì)粒子重力求：(1)區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大?。?2)環(huán)形區(qū)域的外圓半徑R的最小值；(3)粒子從A點(diǎn)出發(fā)到再次經(jīng)過A點(diǎn)所用的最短時(shí)間導(dǎo)思 粒子以速度v0從A到P，經(jīng)過P點(diǎn)的速度方向如何？粒子在區(qū)域從P到Q，圓心角是多少？粒子從A點(diǎn)出發(fā)到再次經(jīng)過A點(diǎn)，經(jīng)過哪些圓弧？圓心角分別為多少？歸納 解答帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是畫粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖，確定圓心、半徑及圓心角此類問題的解題思路是：(1)畫軌跡：即確定圓心，用幾何方法求半徑并畫出運(yùn)動(dòng)軌跡. (2)找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)速度相聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、入射方向、出射方向相聯(lián)系，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與周期相聯(lián)系(3)用規(guī)律：即牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，特別是周期公式和半徑公式變式1 如圖75所示，橫截面為正方形abcd的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里一束電子以大小不同、方向垂直ad邊界的速度飛入該磁場(chǎng)對(duì)于從不同邊界射出的電子，下列判斷不正確的是() 圖75A從ad邊射出的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等B從c點(diǎn)離開的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)C電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度偏轉(zhuǎn)角最大為D從bc邊射出的電子的速度一定大于從ad邊射出的電子的速度變式2 (多選)如圖76所示，ab是勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，質(zhì)子(H)和粒子(He)先后從c點(diǎn)射入磁場(chǎng)，初速度方向與ab邊界的夾角均為45，并都到達(dá)d點(diǎn)不計(jì)空氣阻力和粒子間的作用關(guān)于兩粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()圖76A質(zhì)子和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡相同 B質(zhì)子和粒子運(yùn)動(dòng)動(dòng)能相同C質(zhì)子和粒子運(yùn)動(dòng)速率相同 D質(zhì)子和粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同考點(diǎn)三帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3 2015福建卷 如圖77所示，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng)A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g.(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf； (3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vP.【規(guī)范步驟】解析 (1)小滑塊沿MN運(yùn)動(dòng)過程，水平方向受力滿足qvB NqE小滑塊在C點(diǎn)離開MN時(shí)，有N0解得vC.(2)由動(dòng)能定理，有_解得_(3)如圖78所示，小滑塊速度最大時(shí)，速度方向與電場(chǎng)力、重力的合力方向垂直撤去磁場(chǎng)后小滑塊將做類平拋運(yùn)動(dòng)，等效加速度為gg 且vvg2t2解得_歸納 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中常見的運(yùn)動(dòng)形式：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合力為零時(shí)，粒子處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)帶電粒子所受的合力大小恒定且提供向心力時(shí)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)帶電粒子所受的合力變化且與速度方向不在一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)如果帶電粒子做曲線運(yùn)動(dòng)，則需要根據(jù)功能關(guān)系求解，需要注意的是洛倫茲力始終不做功4 如圖79所示，直線MN上方有平行于紙面且與MN成45角的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.今從MN上的O點(diǎn)向磁場(chǎng)中射入一個(gè)速度大小為v、方向與MN成45角的帶正電粒子，該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為R.若該粒子從O點(diǎn)出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN，而第五次經(jīng)過直線MN時(shí)恰好又通過O點(diǎn)不計(jì)粒子的重力求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；(2)該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑；(3)該粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)所需的時(shí)間導(dǎo)思 粒子從O點(diǎn)出發(fā)到第五次經(jīng)過直線MN，經(jīng)過哪些運(yùn)動(dòng)過程，分別做什么運(yùn)動(dòng)？粒子第四次經(jīng)過直線MN，進(jìn)入電場(chǎng)，沿電場(chǎng)線和垂直電場(chǎng)線方向分別做什么運(yùn)動(dòng)？其位移分別是多少？粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)的速度是多少？歸納 電場(chǎng)(或磁場(chǎng))與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)并不重疊，或在同一區(qū)域電場(chǎng)與磁場(chǎng)交替出現(xiàn)，這種情景就是組合場(chǎng)粒子在某一場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常只受該場(chǎng)對(duì)粒子的作用力其處理方法一般為：分析帶電粒子在各場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，一般在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)或類平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；正確地畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，在畫圖的基礎(chǔ)上注意運(yùn)用幾何知識(shí)尋找關(guān)系；注意確定粒子在組合場(chǎng)交界位置處的速度大小與方向，該速度是聯(lián)系兩種運(yùn)動(dòng)的橋梁【真題模型再現(xiàn)】帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的科技應(yīng)用2013重慶卷霍爾效應(yīng)原理2014浙江卷離子推進(jìn)器2014福建卷電磁驅(qū)動(dòng)原理2015浙江卷回旋加速器引出離子問題2015重慶卷回旋加速器原理2015江蘇卷質(zhì)譜儀(續(xù)表)【模型核心歸納】帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與現(xiàn)代科技密切相關(guān)，應(yīng)重視以科學(xué)技術(shù)的具體問題為背景的考題涉及帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的科技應(yīng)用主要是速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、質(zhì)譜儀等，對(duì)應(yīng)原理如下：裝置名稱裝置圖示原理及結(jié)論速度選擇器粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后得到一定的速度v0，進(jìn)入正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力方向相反，若使粒子沿直線從右邊孔中射出，則有