复合场运动(计算题)题材.doc

带电粒子在复合场中的运动常考的2个问题 计算题 知识互联网 决定最后终点的人只有你自己！●2012年3月，中南大学破格聘请22他的励志名言是：“人生好比一道难题，我坚持了自己的兴趣，决定最后终点的人只有你自己！”电场和磁场”，高考是重磅，粒子运动压大轴，“场”“场”有“轨”莫紧张．要自信，自信是成功的基石，用自己的实力撬动高考这个实现自身价值的省力杠杆，使你的人生轨迹呈弧线上升．主要题型：计算题：难度较大，考卷的高档题．知识点多、综合性强，题意深邃，含有临界点，主要为多过程现象、也有多物体系统．以定量计算为主，对解答表述要求较规范．一般设置为或递进、或并列的2～3小问，各小问之间按难度梯度递增．,高考热点 一、两种场的模型及三种场力两种场模型 1 组合场模型：电场、磁场、重力场 或其中两种场 并存，但各位于一定区域，并且互不重叠． 2 复合场模型：电场、磁场、重力场 或其中两种场 并存于同一区域．三种场力 1 重力：G＝mg，总是竖直向下，恒力，做功只取决于初末位置的高度差． 2 电场力：F＝qE，方向与场强方向及电性有关，做功只取决于初末位置的电势差． 3 洛伦兹力：F洛＝qvB v⊥B ，方向用左手定则判定，洛伦兹力永不做功．二、电偏转与磁偏转的比较偏转类型比较内容　　 电偏转垂直进入匀强电场磁偏转垂直进入匀强磁场受力情况及特点 恒力F＝qE做匀变速运动F＝qvB大小不变、方向改变，永不做功运动规律 类平抛运动 匀速圆周运动 偏转程度 ＝，θ 偏转角不受限制动能变化 动能不变 处理方法 运动的合成与分解、类平抛运动规律结合圆的知识及半径、周期公式三、带电粒子的运动匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力________时带电粒子做匀速直线运动，如速度选择器．匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与静电力________________时，带电粒子可以在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内做较复杂的曲线运动当带电粒子所受的合外力是变力，且与________方向不在同一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹不是圆弧，也不是抛物线．分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域情况发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成． 名师点睛正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提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．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直线运动时，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，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解． 3 当带电粒子做类平抛运动时，要应用运动的合成与分解法． 常考问题24　带电粒子在组合场中的运动【例1】 2012·山东理综，23 如图8－1甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S、S，两极板间电压的变化规律如图乙所示．正反向U0，周期为T在t＝0时刻将一个质量为m、电量为－q q 0 的粒子由S静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t＝时刻通过S垂直于边界进入右侧磁场区． 不计粒子重力，不考虑极板外的电场 1 求粒子到达S时的速度大小v及极板间距d. 2 为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件． 3 若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t＝3T时刻再次到达S，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场　甲 乙图8－1解析　 1 粒子由S至S的过程，根据动能定理得qU＝思维模板解决带电粒子在组合场中运动的一般思维模板 2．所用规律选择思路 1 带电粒子经过电场区域时利用动能定理或类平抛的知识分析； 2 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来处理． 由①式得v＝ 设粒子的加速度大小为a，由牛顿第二定律得q＝ma③由运动学公式得d＝④ 联立③④式得d＝⑤ 2 设磁感应强度的大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得qvB＝m要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞，需满足2R 联立②⑥⑦式得B ⑧ 3 设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为t，有d＝vt联立②⑤⑨式得t＝若粒子再次到达S时速度恰好为零，粒子回到极板间应做匀减速运动，设匀减速运动的时间为t，根据运动学公式得d＝t2＝t，t＝3T－－t－t??式得t＝设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，由⑥式结合运动学公式得T＝由题意可知T＝tB＝答案　 1 2 B 　 3 　 图8－2 如图8－2所示，带电粒子以某一初速度进入一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的有界匀强磁