高三物理二轮专题复习第8讲带电粒子在复合场中的运动摘要.ppt

(3)若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处，质量为16m的离子打在S2处．求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上正离子的质量范围． 带电粒子在复合场中的运动基本解题思路： 高考命题热点　8.带电粒子在交变电磁场中的运动及多解问 题 带电粒子在交变电磁场中运动的处理方法 (1)弄清复合场的组成特点及场的变化情况． (2)正确分析带电粒子的受力及运动特点． (3)画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律． ①若只有两个场且正交．例如，电场与磁场中满足qE＝qvB或重力场与磁场中满足mg＝qvB或重力场与电场中满足mg＝qE，都表现为匀速直线运动或静止，根据受力平衡列方程求解． ②三场共存时，合力为零，受力平衡，粒子做匀速直线运动．其中洛伦兹力F＝qvB的方向与速度v垂直． ④当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解． 【典例】　(19分)如图3－8－7甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E＞0表示电场方向竖直向上．t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点．Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量． 图3－8－7 (1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小． (2)求电场变化的周期T. (3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值． 审题流程 第一步：抓住关键点→获取信息 第二步：抓好过程分析→构建运动模型→理清思路 第一个过程：微粒做匀速直线运动 E0q＋mg＝qvB 第二个过程：微粒做匀速圆周运动 E0q＝mg 满分解答　(1)微粒做直线运动，则 mg＋qE0＝qvB ①(2分) 微粒做圆周运动，则mg＝qE0 ②(2分) 答案　见解析 空间存在的电场或磁场是随时间周期性变化的，一般呈现“矩形波”的特点．交替变化的电场及磁场会使带电粒子顺次经过不同特点的电场、磁场或叠加的场，从而表现出多过程现象，其特点较为隐蔽，应注意以下两点： (1)仔细确定各场的变化特点及相应时间，其变化周期一般与粒子在磁场中的运动周期关联． (2)把粒子的运动过程用直观草图进行分析． (2014·江苏卷，14)(16分)某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图3－8－8所示．装置的长为L，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为d.装置右端有一收集板，M、N、P为板上的三点，M位于轴线OO′上，N、P分别位于下方磁场的上、下边界上．在纸面内，质量为m、电荷量为－q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成30°角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达P点．改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置．不计粒子的重力． 图3－8－8 (1)求磁场区域的宽度h； (2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点，求粒子入射速度的最小变化量Δv； (3)欲使粒子到达M点，求粒子入射速度大小的可能值． 解析　(1)设粒子在磁场中的轨道半径为r，画出带电粒子的运动轨迹如图所示． 点击此处进入 热点突破 满分指导 专题提升训练 高考导航 第8讲　带电粒子在复合场中的运动 1．(2013·福建卷，22)如图3－8－1甲，空间存在一范围足够大的垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.让质量为m、电量为q(q＞0)的粒子从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中．不计重力和粒子间的影响． 图3－8－1 (1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入射，恰好能经过x轴上的A(a，0)点，求v1的大小； (2)已知一粒子的初速度大小为v(v＞v1)，为使该粒子能经过A(a，0)点，其入射角θ(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个？并求出对应的sin θ值； (3)如图乙，若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场，一粒子从O点以初速度v0沿y轴正向发射．研究表明：粒子在xOy平面内做周期性运动，且在任一时刻，粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比，比例系数与场强大小E无关．求该粒子运动过程中的最大速度值vm. 2．(2014·全国大纲卷，25)如图3－8－2所示， 在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度