届一轮复习人教版带电粒子在叠加场中的运动 学案Word格式.docx

1、（2）在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力（3）不能直接判断是否考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否考虑重力带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类（1）磁场力、重力并存若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动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，由此可求解问题（2）电场力、磁场力并存（不计重力的微观粒子）若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动若电场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）电场力、磁场力、重力并存若三力平衡，一定做匀速直线运动若重力与电场

2、力平衡，一定做匀速圆周运动若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果基本思路：当带电粒子沿不同方向进入电场或磁场时，粒子做各种各样的运动，形成了异彩纷呈的轨迹图形对带电粒子而言“受力决定运动，运动描绘轨迹，轨迹涵盖方程”究竟如何构建轨迹模型，至关重要首先应根据电场力和洛伦兹力的性质找出带电

3、粒子所受到的合力，再由物体做曲线运动的条件确定曲线形式带电粒子在叠加场中运动的处理方法（1）明种类：明确复合场的种类及特征（2）析特点：正确分析带电粒子的受力特点及运动特点（3）画轨迹：画出运动过程示意图，明确圆心、半径及边角关系（4）用规律：灵活选择不同的运动规律两场共存时，电场与磁场中满足qEqvB或重力场与磁场中满足mgqvB或重力场与电场中满足mgqE，都表现为匀速直线运动或静止，根据受力平衡列方程求解三场共存时，合力为零，受力平衡，粒子做匀速直线运动其中洛伦兹力FqvB的方向与速度v垂直三场共存时，粒子在复合场中做匀速圆周运动mg与qE相平衡，根据mgqE，由此可计算粒子比荷，判定粒

4、子电性粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，应用受力平衡和牛顿运动定律结合圆周运动规律求解，有qvBmr2mmrma.当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解【例1】（2017年贵州省贵阳市高三适应性监测考试）如图甲所示，水平放置的平行金属板M、N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面的交变磁场，如图乙所示，垂直纸面向里为正），磁感应强度B050 T，已知两板间距离d0.3 m，电场强度E50 V/m，M板中心有一小孔P，在P正上方h5 cm处的O点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，若油滴在t0时刻进入两板间，最后恰好从N板边缘水平飞出已知油

5、滴的质量m104 kg，电荷量q2105 C（不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，取3）求： （1）油滴在P点的速度大小；（2）N板的长度；（3）交变磁场的变化周期【答案】v1 m/s；L0.6 m；T0.3 s（3）油滴在磁场中运动的周期T0（或T0）交变磁场的周期TT0.联立解得T0.3 s.学 【例2】如图所示，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动A、C两点间距离为h，重力加速度为g

6、. （1）求小滑块运动到C点时的速度大小vC；（2）求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf；（3）若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点已知小滑块在D点时的速度大小为vD，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小vP.【答案】vC.；Wfmghm.；vP（3）如图，当小滑块运动到D点时速度最大，速度方向一定与电场力、重力的合力方向垂直撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，等效加速度为gg且vv（gt）2解得vP.专题练习1（多选）如图，绝缘的中空轨道竖直固定，圆弧段COD光

7、滑，对应圆心角为120，C、D两端等高，O为最低点，圆弧的圆心为O，半径为R；直线段AC、HD粗糙且足够长，与圆弧段分别在C、D端相切整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和虚线ND右侧存在着电场强度大小相等、方向分别为水平向右和水平向左的匀强电场现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放若小球所受电场力的大小等于其重力的倍，小球与直线段AC、HD间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，则（）A小球在第一次沿轨道AC下滑的过程中，最大加速度amaxgB小球在第一次沿轨道AC下滑的

8、过程中，最大速度vmaxC小球进入DH轨道后，上升的最高点与P点等高D小球经过O点时，对轨道的弹力可能为2mgqB【答案】：AD【解析】：小球沿AC下滑过程中的受力如图所示；利用牛顿第二定律有，mgcos60mgsin60fma，qvBmgsin60mgcos60FN0.fFN，2地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线MN运动，如图所示，由此可以判断（）A油滴一定做匀速运动B油滴可能做变速运动C如果油滴带正电，它是从N点运动到M点D如果油滴带负电，它是从M点运动到N点A这里是重力场、匀强电场和匀强磁场三场共存的复合场

9、；油滴做直线运动过程中受到的洛伦兹力方向与速度方向垂直若做变速直线运动，洛伦兹力大小改变，则与速度v垂直方向合力不可能为零，则油滴将做曲线运动，因此油滴一定做直线运动，所以A正确因重力竖直向下，电场力水平，所以洛伦兹力方向与速度垂直向上，则电荷带正电时，速度方向从M点运动到N点，带负电时从N点运动到M点3（多选）如图所示为一个质量为m，带电荷量为q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为（）A0 B. mvC. D. mABD4. （多选）（2017年湖南十三校联考）如图所示，直角坐标系

10、xOy位于竖直平面内，y轴竖直向上第、象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中未画出）一带电小球从x轴上的A点由静止释放恰好从P点垂直于y轴进入第象限，然后做圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第象限，Q点距O点的距离为d，重力加速度为g.根据以上信息，可以求出的物理量有（）A磁感应强度大小B小球在第象限运动的时间C电场强度的大小和方向D圆周运动的速度大小BD由A到P点过程有mgdmv2，则小球做圆周运动的速度大小v，选项D正确；小球在第象限运动的时间tT，选项B正确；在第象限，小球做圆周运动，则有mgqE，由于m、q未知，不能求电场强度的大小，由d知，不能

11、求磁感应强度大小，选项A、C错误学 5. （多选）如图所示，一对间距可变的平行金属板C、D水平放置，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场B.两板通过滑动变阻器与铅蓄电池相连，这种铅蓄电池能快速转换到“逆变”状态，即外界电压过低时能向外界提供一定的供电电压，当外界电压超过某一限定值时可转换为充电状态，闭合开关S后，有一束不计重力的带正电粒子从左侧以一定的速度v0沿中心线射入两板间恰能做直线运动，则下列有关描述正确的是（）A若仅将带正电的粒子换成带负电的粒子，则粒子也能做直线运动B若只增大两板间距到一定程度，则可给铅蓄电池充电C若将滑动变阻器触头P向a端滑动，则可提高C板的电势D若只减小入射粒子的速度

12、，则可给铅蓄电池充电AB6.（多选）如图所示的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场，从A点沿AB、AC方向分别抛出两带电小球，关于小球的运动情况，下列说法中正确的是（）A 沿AB、AC抛出的小球都可能做直线运动B 只有沿AB方向抛出的小球才可能做直线运动C 做直线运动的小球带正电，而且一定是做匀速直线运动D 做直线运动的小球机械能守恒【答案】BC7.如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO在竖直平面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为.一质量为m、带电荷量为q的圆环A套在OO棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为，且tan，现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中

13、：（1）圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？（2）圆环A能够达到的最大速度为多大？【答案】（1）（2）【解析】（1）由于，所以环将由静止开始沿棒下滑.环A沿棒运动的速度为时，受到重力、洛伦兹力、杆的弹力和摩擦力.根据牛顿第二定律，对圆环A受力分析有沿棒的方向：垂直棒的方向：所以当（即）时a有最大值，且此时解得：.8.如图，区域I内有与水平方向成45角的匀强电场E1，区域宽度为d1，区域内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E2，区域宽度为d2，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下一质量为m、电量大小为q的微粒在区域I左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域后做匀速圆周运动，从区域右边界上的Q点穿出，其速度方向改变了30，重力加速度为g，求：（1）区域I和区域内匀强电场的电场强度E1、E2的大小（2）区域内匀强磁场的磁感应强度B的大小（3）微粒从P运动到Q的时间有多长（2）（3）（1）微粒在区域I内水平向右做直线运动，则在竖直方向上有：求得：E