专题七+带电粒子在复合场中的运动（共48张PPT）.ppt

(2)欲使粒子仍能从S孔处射出，粒子运动的半径为r，则 方 法 提 炼 带电粒子在组合场内的运动实际上也是运动过程的组合，解决方法如下： (1)分别研究带电粒子在不同场区的运动规律.在匀强磁场中做匀速圆周运动.在匀强电场中，若速度方向与电场方向平行，则做匀变速直线运动；若速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动. (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处理. (3)当粒子从一个场进入另一个场时，分析转折点处粒子速度的大小和方向往往是解题的突破口. (19分)如图6甲所示，在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正).在t＝0时刻由原点O发射初速度大小为v0，方向沿y轴正方向的带负电粒子. 考题3　带电粒子在周期性变化的电磁场中的运动分析 审题破题真题演练 例 3 图6 已知v0、t0、B0，粒子的比荷为 ，不计粒子的重力.求： (1)t＝t0时，求粒子的位置坐标； (2)若t＝5t0时粒子回到原点，求0～5t0时间内粒子距x轴的最大距离； (3)若粒子能够回到原点，求满足条件的所有E0值. 思维导图 解析　(1)由粒子的比荷 则粒子做圆周运动的周期 (1分) 则在0～t0内转过的圆心角α＝π (2分) 由牛顿第二定律 (2分) 得 (1分) 位置坐标 (1分) (2)粒子t＝5t0时回到原点，轨迹如图所示 r2＝2r1 (2分) (1分) (1分) (3)如图所示，设带电粒子在x轴上方做圆周运 动的轨道半径为r1，在x轴下方做圆周运动的 轨道半径为r2′，由几何关系可知，要使粒子 经过原点，则必须满足： (20分)如图7甲所示，间距为d、垂直于纸面的两平行板P、Q间存在匀强磁场.取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示.t＝0时刻，一质量为m、带电量为＋q的粒子(不计重力)，以初速度v0由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区.当B0和TB取某些特定值时，可使t＝0时刻入射的粒子经Δt时间恰能垂直打在P板上(不考虑粒子反弹).上述m、q、d、v0为已知量. 高考现场 　 图7 解析　(1)设粒子做圆周运动的半径为R1， 由牛顿第二定律得qv0B0＝ ① 据题意由几何关系得R1＝d ② 联立①②式得B0＝ ③ (2)设粒子做圆周运动的半径为R2，加速度大小为a，由圆周运动公式得a＝ ④ 据题意由几何关系得3R2＝d ⑤ 联立④⑤式得a＝ ⑥ (3)设粒子做圆周运动的半径为R，周期为T，由圆周运动公式得T＝ ⑦ 由牛顿第二定律得 ⑧ 由题意知B0＝ ，代入⑧式得 d＝4R ⑨ 粒子运动轨迹如图所示， O1、O2为圆心，O1O2连线与水平方向的夹角为θ，在每个TB内，只有A、B两个位置才有可能垂直击中P板，且均要求0θ ，由题意可知 ⑩ 设经历完整TB的个数为n(n＝0,1,2,3，…) 若在A点击中P板，据题意由几何关系得 R＋2(R＋Rsin θ)n＝d ? 当n＝0时，无解 ? 当n＝1时，联立⑨?式得 ? 联立⑦⑨⑩?式得 ? 当n≥2时，不满足0θ90°的要求 ? 若在B点击中P板，据题意由几何关系得 R＋2Rsin θ＋2(R＋Rsin θ)n＝d ? 当n＝0时，无解 ? 当n＝1时，联立⑨?式得 ? 联立⑦⑨⑩?式得 ? 当n≥2时，不满足0θ90°的要求. 专题7 带电粒子在复合场中的运动 第一部分 专题复习篇 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)、周期性变化场等，近几年高考试题中，涉及本专题内容的频度极高，特别是计算题，题目难度大，涉及面广．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能力、分析综合能力以及运用数学知识解决物理问题的能力．以考查考生综合分析和解决复杂问题的能力． 高 考定位 目录索引 考题1　带电粒子在叠加场中的运动分析 考题2