云南省2012年新课标高考备考复习研讨会：物理《带电粒子在符合场中的运动》课件.ppt

专题 带电粒子在复合场中的运动 反馈训练： 如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和磁场，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里.一质量为m带电量为－q的液滴a位于坐标原点O，处于静止状态.另一质量为2m带电量为＋4q的液滴b以某一速度从P点沿x轴作匀速直线运动，到O点与a相撞，撞后a、b液滴合为一体.设碰撞前a、b之间的静电力不计（碰撞满足动量守恒）, 取重力加速度大小为g, 求: （1）匀强电场的电场强度E为多大？液滴b运动的速度v0为多大？ （2）若液滴a、b相碰的瞬间将电场反向，大小不变，液滴到达 的平面所需的时间t为多少？ ［解析］ （1）由a受力平衡有mq＝qE 得b作匀速直线运动所受力平衡，则 4qv0B－2mg－4qE＝0， （2）根据动量守恒：2mv0＝3mv1 总结： 1：核心在带电粒子在场中的受力分析 2：重点在运动规律的判断 ３.回旋加速器 回旋加速器是利用带电粒子在电场中的加速和带电粒子 在磁场中做圆周运动的特点制成的，带电粒子在磁场中改变 运动方向，而在电场中加速，这样带电粒子在不断的回旋过 程中逐渐加速。 (1)最大速度： 回旋加速器加速的最大速度vm相当于带电 粒子在磁场中轨道半径等于D形盒的边缘半径R时的速度，则 有R=________vm=______ (2)加速条件： 交变电压的周期和粒子在匀强磁场中圆周运动的周期相等。 (3)回旋加速器的优点是使带电粒子在较小的空间得到多次加速，而使粒子获得较高的能量；缺点是这种加速器使粒子获得的能量不会很高。因为粒子能量很高时，它的运动速度接近光速，按照狭义相对论，粒子质量将随着速率的增加而增大，粒子在磁场中的回旋周期将发生变化，这就破坏了回旋加速器的工作条件。 5.电磁流量计 电磁流量计原理可解释为： 如图，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动，导电流体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下分别向上、向下偏转，a、b间出现电势差；当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，由Bqv=Eq=(U/d)q 可得v=_______，故液体的流量为：Q=Sv=__________。 祝同学们学习进步，身体健康！ 临川一中 物理组 陈光辉 力的特点 功和能的特点 重力场 重力场、静电场和磁场 1．三种场的特点比较 ①重力做功和路径无关 ②重力做功改变物体的重力势能，且WG＝ΔEp减少 ①大小G＝mg ②方向竖直向下 一： 知识储备 力的特点 功和能的特点 静电场 磁场 ①大小：F＝qE ②方向：正电荷受力方向与该点电场强度的方向相同(或负电荷受力的方向与该点电场强度的方向相反) ①电场力做功与路径无关 ②电场力做功改变物体的电势能，且W电＝ΔEp减少 ①大小：f＝qvB ②方向：垂直于v和B决定的平面 洛伦兹力不做功 (2)．带电粒子在复合场中的运动状态 a.当带电粒子所受合外力为零时，将在复合场中静止或 做 运动． b.由洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动． c.多种力作用下的一般的曲线运动 电场 、 和重力场并存或两种场并存，或 分区域存在．粒子在复合场中运动时，要考虑 、 的作用，有时也要考虑重力的作用． 磁场 电场力 磁场力 匀速直线 2、复合场及复合场中的运动 (1)．复合场： 热点一 带电粒子先后通过匀强电场和匀强磁场 近几年中，带电粒子先后进行电偏转和磁偏转的高考考题频频出现，充分显示了两种偏转在带电粒子运动中的基础地位，同学们在解析此类问题时，须抓住两种偏转的“区别、联系和局限性”。 1.所谓“区别”——运动规律的不同。电偏转一般为类平抛运动，磁偏转则一般为匀速圆周运动。 2.所谓“联系”——带电粒子先后进行电偏转和磁偏转，因而从一种场飞出的速度就是射入另一种场的初速度。 3.所谓“局限性”——电场和磁场往往都是有边界的，抓住了场的边界，往往就抓住了两种偏转的始末。另外，场的边界往往含有某种几何关系，这一点同学们必须高度重视。 二:热点分析 【老师点拨】(1)求粒子在匀强磁场中的轨道半径R有两种基本方法——其 一，R=mv/(Bq)；其二，空间几何关系。在本题中线段ON或线段OP长度未知， 故应用方法一求解轨道半径。 (2)t