高三物理一輪復(fù)習(xí)課件江蘇專(zhuān)用第八章第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(編輯修改稿)
2025-02-03 13:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有 Eq ＝ mg ， 將qm＝1k代入 ， 得 E ＝ kg . ( 2) 如圖甲所示 ， 有 q v 0 B ＝ mv20R， R2＝ (3 d )2＋ ( R － d )2， 得 B ＝k v 05 d. 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 ( 3) 如圖乙所示 ， 有 qλ v 0 B ＝ m（ λ v 0 ）2R 1， t an θ ＝3 dR21 －（ 3 d ）2， y 1 ＝ R 1 － R21 －（ 3 d ）2， y 2 ＝ l t an θ ， y ＝ y 1＋ y 2 ， 得 y ＝ d (5 λ － 25 λ2－ 9 ) ＋3 l25 λ2－ 9. 答案 ( 1) kg ( 2 ) k v 05 d ( 3) d (5 λ － 25 λ 2 － 9 ) ＋ 3 l25 λ 2 － 9 , 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 1．帶電粒子 (體 )在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題求解要點(diǎn) (1)受力分析是基礎(chǔ) ．在受力分析時(shí)是否考慮重力必須注意題目條件． (2)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是關(guān)鍵 ．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析中應(yīng)注意物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)及圓周運(yùn)動(dòng)、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的條件． (3)構(gòu)建物理模型是難點(diǎn) ．根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及物理模型選擇合適的物理規(guī)律列方程求解． 借題發(fā)揮 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 2．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 考點(diǎn)三 帶電粒子在交變復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【典例 3 】 如圖 8 － 3 － 8 甲所示 ， 在 xO y 平面內(nèi)加有空間分布均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng) ， 變化規(guī)律如圖乙所示 ( 規(guī)定豎直向上為電場(chǎng)強(qiáng)度的正 方向，垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向 ) ． 在 t ＝ 0 時(shí)刻 ， 質(zhì)量為 m 、電荷量為 q的帶正電粒子自坐標(biāo)原點(diǎn) O 處以 v 0 ＝ 2 π m /s 的速度沿 x 軸正向水平射入．已知電場(chǎng)強(qiáng)度 E0＝2 mq、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0＝2 mq，不計(jì)粒子重力．求： 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 (1)t＝ π s時(shí)粒子速度的大小和方向； (2)π s～ 2π s內(nèi)，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑； (3)畫(huà)出 0～ 4π s內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖； (要求：體現(xiàn)粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) )． 圖 8－ 3－ 8 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 審題視點(diǎn) 讀題 (1)由圖乙可知，在 xOy平面內(nèi)存在電場(chǎng)時(shí)，不存在磁場(chǎng)；存在磁場(chǎng)時(shí)，不存在電場(chǎng)．且電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化周期相同； (2)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)； ( 3) 由 T ＝2 π mqB 0 ＝ π s 知 ， 只存在磁場(chǎng)時(shí) ， 帶電粒子恰好做一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng)． 畫(huà)圖 畫(huà)出帶電粒子在交變場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 a所示． a 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 解析 ( 1) 在 0 ～ π s 內(nèi) ， 在電場(chǎng)力作用下 ， 帶電粒子在 x 軸正方向上做勻速運(yùn)動(dòng)： vx＝ v0 y 軸正方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)： vy＝qE0mt π s 末的速度為 v1＝ v2x＋ v2y v1與水平方向的夾角為 α ， 則 t an α ＝vyvx， 代入數(shù)據(jù)解得 v1＝ 2 2 π m /s ， 方向與 x 軸正方向成 45 176。斜向上． 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 b ( 2) 因 T ＝2 π mqB0＝ π s ， 故在 π s ～ 2 π s 內(nèi) ， 粒子在磁場(chǎng)中做一個(gè)完整的圓周運(yùn)動(dòng) ， 由牛頓第二定律得： q v1B0＝m v21R1， 解得 R1＝m v1qB0＝ 2 π m ( 3) 軌跡如圖 b 所示． 答案 見(jiàn)解析 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 【變式跟蹤 3 】 在如圖 8 － 3 － 9 所示的空間里 ， 存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ＝2 π mq. 在豎直方向存在交替變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)如圖 ( 豎直向上為正 ) ， 電場(chǎng)大小為E0＝mgq. 一傾角為 θ 長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面放置在此空間．斜面上 有一質(zhì)量為 m ， 帶電量為－ q 的小球 ， 從 t＝ 0 時(shí)刻由靜止開(kāi)始沿斜面下滑 ， 設(shè)第 5 秒內(nèi)小球不會(huì)離開(kāi)斜面 ， 重力加速度為 g . 求： 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 (1)第 6秒內(nèi)小球離開(kāi)斜面的最大距離． (2)第 19秒內(nèi)小球未離開(kāi)斜面， θ角的正切值應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？ 圖 8－ 3－ 9 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 解析 ( 1) 設(shè)第一秒內(nèi)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 a ，由牛頓第二定律得： ( mg ＋ qE0) s in θ ＝ ma ① 第一秒末的速度為： v ＝ at1② 在第二秒內(nèi)： qE0＝ mg ③ 所以小球?qū)㈦x開(kāi)斜面在上方做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ， 則由向心力公式得 q v B ＝ mv2R④ 圓周運(yùn)動(dòng)的周期為： T ＝2 π mqB＝ 1 s ⑤ 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 由題圖可知 ， 小球在奇數(shù)秒內(nèi)沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng) ， 在偶數(shù)秒內(nèi)離開(kāi)斜面做完整的圓周運(yùn)動(dòng)．所以 ， 第五秒末的速度為： v 5 ＝ a ( t 1 ＋ t 3 ＋ t 5 ) ＝ 6 g s in θ ⑥ 小球離開(kāi)斜面的最大距離為 d ＝ 2 R 3 ⑦ 由以上各式得： d ＝6 g s in θπ. ( 2) 第 19 秒末的速度： v 19 ＝ a ( t 1 ＋ t 3 ＋ t 5 ＋ t 7 ＋ … ＋ t 19 ) ＝ 20 g s in θ ⑧ 小球未離開(kāi)斜面的條件是： q v 19 B ≤ ( mg ＋ qE 0 ) c os θ ⑨ 所以： t an θ ≤120 π. 答案 ( 1 ) 6 g s in θπ ( 2 ) t a n θ ≤ 120 π 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 帶電粒子在交變復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)將是今后高考命題的熱點(diǎn)，往往綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等． ?帶電粒子在交變復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路 借題發(fā)揮 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 ?特別提醒 若交變電壓的變化周期遠(yuǎn)大于粒子穿越電場(chǎng)的時(shí)間，則在粒子穿越電場(chǎng)過(guò)程中，電場(chǎng)可看作粒子剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)刻的勻強(qiáng)電場(chǎng)． 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 考情分析 近三年我省高考試題中對(duì)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的考查是 3年 3考，是高考的高頻考點(diǎn)，且多數(shù)是壓軸題． 高考題型 ：計(jì)算題． 命題趨勢(shì) 預(yù)計(jì)在 2022年高考中以生活、科技材料為背景，考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的受力和畫(huà)偏轉(zhuǎn)圖以及用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的綜合應(yīng)用等為主． 命題熱點(diǎn) 8 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 命題專(zhuān)家評(píng)述 考綱自主研讀 考點(diǎn)互動(dòng)探究 高考全程解密 隨堂基礎(chǔ)演練 易失分點(diǎn) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題容易出現(xiàn)以下錯(cuò)誤： (1)忽略帶電粒子的重力，對(duì)于微觀(guān)粒子如：質(zhì)子、離子等，不考慮重力；液滴、塵埃、小球等宏觀(guān)帶電粒子常?？紤]重力． (2)在疊加場(chǎng)中沒(méi)有認(rèn)識(shí)到洛倫茲力隨速度大小和方向的變化而變化，從而不能正確地
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