复合场中运动知识点及典型习题讲义.doc

带电粒子在复合场中运动 带电粒子在复合场中运动的考题多把电磁场的性质,运动学规律、圆周运动知识、功能关系等有机地结合起来,往往综合性较强,物理过程较复杂,能较好地考查同学们的综合分析能力.正因为这类问题涉及知识面大、能力要求高,因而成为近几年高考的热点问题。 1、正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提 ?????? ①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其初始状态的速度，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。 ②当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛仑兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。 ③当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，其运动过程可能由几种不同的运动阶段所组成。 2、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，往往应用牛顿第二定律和圆周规律求解。 ③当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。 一.带电粒子电场中的加速 （1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动。 （2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于静电力对它所做的功（电场可以是匀强 电场或非匀强电场）。若粒子的初速度为零，则：；若粒子的初速度不为零则： 动能定理：合外力做的功=动能的变化量 二. 带电粒子的偏转 （1）运动状态分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动。 （2）粒子偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动，运动的合成和分解的知识的分析处理，沿初速度方向为匀速直线运动，运动时间 沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动，加速度 离开电场时的偏移量离开电场时的偏转角 电场偏转和磁场偏转比较 垂直电场线进入匀强电场(不计重力) 垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力) 受力情况 电场力FE＝qE，其大小、方向不变，与速度v无关，FE是恒力 洛伦兹力FB＝qvB，其大小不变， 方向随v而改变，FB是变力 轨迹 抛物线 圆或圆的一部分 运动轨迹 1．如图所示，三个等差等势面上有a、b、c、d四点，若将一个正电荷由c经a移动到d电场力做正功W1，若由c经b移动到d电场力做正功W2，则：（ ） 2．如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下，通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是（??? ） A. 三个等势面中，等势面a的电势最高 B. 带电质点一定是从P点向Q点运动 C. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 D. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小 3．如图A、B都是装在绝缘柄上的导体，A带正电后靠近B发生静电感应，若取地球电势为零，则（??? ） A. 导体B上任意一点电势都为零 B. 导体B上任意一点电势都为正 C. 导体B上任意一点电势都为负 D. 导体B上右边电势为正，左边电势为负 4．如图所示，两带电平行金属板竖直放置，两板距离d=8cm，板间电压U=200V，在板间O点，用l=6cm的绝缘线悬挂质量m=2g带负电的小球，将小球拉到悬线成水平位置释放，当运动到最低点时，速度恰好为零（g=10m/s2）。求： （1）小球所带电量； （2）小球的最大速度。 5．如图所示，（a）图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置。（b）图为该装置中加速与偏转电场的等效模型。以y轴为界，左侧为沿X轴正向的匀强电场，场强为E。右侧为沿y轴反向的匀强电场。已知OA⊥AB，OA=AB，且OB间的电势差为U。若在y轴的C点无初速地释放一个电量为q、质量为m的正离子（不计重力），结果，正离子刚好通过B点。 求：（1）CO间的距离d； （2）粒子通过B点的速度大小。 6．电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点儿打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多大？（已知电子的质量为m，带电量的大小为e） 7．如图为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图，如果发现电视画面幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因造成的 ①电子枪发射能力减弱，电子数减小 ②加速电场电压