优选教育年高考物理总复习第九章磁场专题讲座七带电粒子在复合场中的运动课件教科版.ppt

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1、专题讲座七 带电粒子在复合场中的运动核心探究演练提升核心探究分类探究·各个击破考点一 带电粒子在复合场中的运动实例分析【典例1】(2017·江苏卷,15)一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M,N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;答案:

2、(1)见解析答案:(2)见解析(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;(3)若考虑加速电压有波动,在(U0-ΔU)到(U0+ΔU)之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.答案:(3)见解析多维训练1.[电磁流量计的工作原理](2018·河北安国段考)(多选)如图所示,一块长度为a,宽度为b,厚度为d的金属导体,当加有与侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时,用电压表测得导体上、下表面M,N间电压为U.已知自由电子的电荷量为e.下列说法中正确的是()A.M板比N板电势高B

3、.导体单位体积内自由电子数越多,电压表的示数越大C.导体中自由电子定向移动的速度为v=D.导体单位体积内的自由电子数为CD2.导学号58826196[回旋加速器的工作原理](2018·四川成都模拟)(多选)粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D型金属盒的半径为R,两金属盒间的狭缝很小,磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直,交变电流的频率为f,加速器的电压为U,若中心粒子源处产生的质子质量为m,电荷量为+e,在加速器中被加速.不考虑相对论效应,则下列说法正确是()A.质子被加速后的最大速度不能超过2πRfB.加速的质子获得的最大

4、动能随加速电场U增大而增大C.质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为∶1D.不改变磁感应强度B和交变电流的频率f,该加速器也可加速其他粒子AC考点二 带电粒子在组合场中的运动1.常见类型(1)先电场后磁场①带电粒子先匀加速,后偏转,如图.②带电粒子先后都偏转,如图.(2)先磁场后电场①带电粒子先偏转,后匀加速或匀减速,如图(甲).②带电粒子先后都偏转,如图(乙).(3)先后两个不同的磁场2.处理思路【典例2】(2017·全国Ⅲ卷,24)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x

5、<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)〚核心点拨〛(1)粒子从B0进入λB0磁场速率不变.(1)粒子运动的时间;〚核心点拨〛(2)粒子在两个磁场各偏转180°.(2)粒子与O点间的距离.方法技巧“5步”突破带电粒子在组合场中的运动问题多维训练1.导学号58826197[先磁场后电场]如图所示,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.在x轴下方存在匀强电场,方向竖直向上

6、.一个质量为m、电荷量为q、重力不计的带正电粒子从y轴上的a(0,h)点沿y轴正方向以某初速度开始运动,一段时间后,粒子与x轴正方向成45°进入电场,经过y轴的b点时速度方向恰好与y轴垂直.求:(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R和速度大小v1;(2)匀强电场的电场强度大小E;(3)粒子从开始到第三次经过x轴的时间t总.2.[先电场后磁场](2017·天津卷,11)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的

7、距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,问:(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;答案:(1)v0与x轴正方向成45°角斜向上(2)电场强度和磁感应强度的大小之比.考点三 带电粒子在叠加场中的运动1.带电体在叠加场中无约束情况下的运动情况分类(1)洛伦兹力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.②若重力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动.因洛伦兹力不做功,故机械能守恒.(2)静电力、洛伦兹力并存(不计重力的微观粒子)①

8、若静电力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.②若静电力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用动能定理求解问题.(3)静电力、洛伦兹力、重力并存①

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