4.10物理汇编.ppt

第10讲　 带电粒子在组合场、复合场中的运动 【高考这样考】 1.(多选)(2015·江苏高考)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左。不计空气阻力,则小球(　　) A.做直线运动　　　　　　　B.做曲线运动 C.速率先减小后增大　　 D.速率先增大后减小 【解析】选B、C。由题意知,小球受重力、电场力作用,合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角,故小球做曲线运动,所以A项错误,B项正确;在运动的过程中合外力先做负功后做正功,所以C项正确,D项错误。 2.(多选)(2013·浙江高考)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+(　　) A.在电场中的加速度之比为1∶1 B.在磁场中运动的半径之比为 ∶1 C.在磁场中转过的角度之比为1∶2 D.离开电场区域时的动能之比为1∶3 【解析】选B、C、D。磷离子P+和P3+的质量相等,在电场中所受的电场力之比为1∶3,所以加速度之比为1∶3,A项错误;初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,由动能定理可得,离开电场区域时的动能之比为它们的带电量之比,即1∶3,D项正确;在磁场中做圆 周运动时洛伦兹力提供向心力 可得 B项正确;设P+在磁场中的运动半径为R,由几何知识可得磁场的宽度为 而P3+的半径为 由几何知识可得P3+在磁场中转过的角度为 60°,P+在磁场中转过的角度为30°,所以磷离子P+和P3+在磁场中转过 的角度之比为1∶2,C项正确。 3.(多选)(2015·山东高考)如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间, 时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出,微粒运动过程中未与金属板接触,重力加速度的大小为g。关于微粒在0～T时间内运动的描述,正确的是(　　) A.末速度大小为 B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了 D.克服电场力做功为mgd 【解析】选B、C。因为中间 与后面 时间加速度等大反向,所以离开电容器时,竖直速度为零,只有水平速度v0,A错误,B正确;中间 时间和后面 时间竖直方向的平均速度相等,所以竖直位移也相等,因为竖直方向总位移是 所以后面 时间内竖直位移是 克服电场 力做功 D错误;重力势能减少等于重力做功 C正确。 【考情分析】 主要题型：选择题、计算题 命题特点： 1.结合电磁场技术的应用实例,考查带电粒子在复合场中的运动规律。 2.结合牛顿第二定律、动能定理等,综合考查带电粒子在组合场中的加速和偏转。 3.在平面直角坐标系中,数形结合解决带电粒子在电磁场中多过程的复杂问题。 【主干回顾】 【要素扫描】 (1)做好“两个区分”： ①正确区分重力、_______、_________的大小、方向特点及做功特 点。_____、_______做功只与初、末位置有关,与路径无关,而_____ _____不做功。 ②正确区分“电偏转”和“磁偏转”的不同。“电偏转”是指带电粒 子在电场中做_______运动,而“磁偏转”是指带电粒子在磁场中做___ _______运动。 电场力 洛伦兹力 重力 电场力 洛伦 兹力 类平抛 匀 速圆周 (2)抓住“两个技巧”： ①按照带电粒子运动的先后顺序,将整个运动过程划分成不同特点的 小过程。 ②善于画出几何图形处理_________,要有运用数学知识处理物理问 题的习惯。 几何关系 热点考向1　带电粒子在组合场中的运动 【典例1】(2015·天津高考)现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场和磁场的宽度均为d。电场强度为E,方向水平向右;磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左 侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射。 (1)求粒子在第2层磁场中运动时速度v2的大小与轨迹半径r2。 (2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为θn,试求sinθn。 (3)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出,试问在其他条件不变的情况下,也进入第n层磁场,但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界,请简要推理说明之。 【名师解读】 (1)命题立