高考物理 带电粒子在组合场、复合场中的运动复习学案.doc

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1、9.4带电粒子在组合场、复合场中的运动【学习目标】1、进一步熟悉洛伦兹力的大小计算和方向判断。2、熟练掌握带电粒子在匀强磁场中运动的处理方法和思路。3、体会物理规律、数学知识相结合在解题中的灵活运用。。【使用说明和学法指导】1、回忆前面所学知识,完成知识梳理部分。2、不懂的位置红笔标注疑问。知识梳理(限时15分钟)1复合场与组合场(1)复合场:电场、________、重力场共存,或其中某两场共存.(2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或在同一区域,电场、磁场分时间段或分区域交替出现.2、三种场的比较 项目名称  力的特点功和能的特点重力场大小:G=____方向:___

2、_____重力做功与_____无关重力做功改变物体的__________静电场大小:F=___方向:a.正电荷受力方向与场强方向_____b.负电荷受力方向与场强方向_____电场力做功与_____无关W=____电场力做功改变________磁场洛伦兹力F=_______方向符合_______定则洛伦兹力不做功,不改变带电粒子的______3复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力.(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种

3、情况按题目要求处理比较正规,也比较简单.(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态确定是否要考虑重力.探究案探究一带电粒子在组合场中的运动1、( )如图所示,有理想边界的匀强磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,某带电粒子的比荷(电荷量与质量之比)大小为k,由静止开始经电压为U的电场加速后,从O点垂直射入磁场,又从P点穿出磁场.下列说法正确的是(不计粒子所受重力)A.如果只增加U,粒子可以从dP之间某位置穿出磁场B.如果只减小B,粒子可以从ab边某位置穿出磁场C.如果既减小U又增加B,粒子可以从bc边某位置穿出磁场D.如果只增加k,粒子可以从d

4、P之间某位置穿出磁场2、如图所示在x轴上方有一匀强电场,场强大小为E,方向竖直向下,在x轴下方有一匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.在x轴上有一点p,离原点距离为a.现有一带电量为+q,质量为m的粒子,不计重力,从0<x<a区间某点由静止开始释放后,能经过p点.试求:(1)释放瞬间粒子的加速度;(2)释放点的坐标x、y应满足的关系式?3、如图所示的平面直角坐标系xOy,在第一象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向,电场强度大小为E;在第四象限以ON为直径的半圆形区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外,一质量为m、带正电的粒子(不计粒子重力),从OM=h处的M点,

5、以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上OP=2h处的P点进入磁场,粒子在磁场中运动的轨道半径为r,以垂直于y轴的方向射出磁场.求:(1)粒子所带的电荷量q;(2)磁感应强度B;(3)粒子在磁场中运动的时间.4、对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义.如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动.离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I,不考虑离子重力及离子间的相互作用.(1)求加速电场的电压U;(2

6、)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M.探究二带电粒子在组合场中的运动5、( )如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入由互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B构成的复合场中(E和B已知),小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,则A.小球可能带正电B.小球做匀速圆周运动的半径为r=C.小球做匀速圆周运动的周期为T=D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增加6、( )如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动.已知电场强度为E,磁感应强度为B,则液滴的质量和环绕速度分别为(  )

7、A.,     B.,C.B,D.,7、如图1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2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.(1)求微粒所带

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