【核动力】2016届高三物理一轮复习课件第8章磁场8-3带电粒子在复合场中的运动

菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场第3单元带电粒子在复合场中的运动菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场[填一填]1．复合场是指磁场与电场共存的场，或电场与重力场共存的场，或磁场与重力场共存的场，或、、共存的场．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场2．基本运动性质(1)若带电粒子受合外力为零，它将处于状态；(2)若带电粒子受合外力只充当向心力，它将做；(3)若带电粒子受合外力恒定，它将做；(4)若带电粒子受合外力不恒定，它将做运动．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场1．粒子速度选择器如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度v0，进入正交电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方向，若使粒子沿直线从右边孔中出去，则有：＝qE，v0＝.菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场(1)若v＝v0＝EB，粒子做，与粒子的电荷量、电性、质量无关，但与速度的方向有关．(2)若v＜EB，粒子所受电场力大，粒子向方向偏转，电场力做正功，粒子的增加．(3)若v＞EB，粒子所受洛伦兹力大，粒子向方向偏转，电场力做负功，粒子的减少．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场2．霍尔效应(1)定义：如图所示，高h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，当电流通过导体时，在导体板的上表面A和下表面A′之间产生电势差，这种现象称为，此电压称为霍尔电压．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场(2)公式推导：设导体中自由电荷(载流子)是自由电子．图中电流方向向右，则电子受洛伦兹力方向向上，在上表面A积聚电子，则qBv＝，E＝，菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场电势差U＝Eh＝.又I＝，S为导体的横截面积S＝hd，得v＝.所以U＝Bhv＝.菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场3．电磁流量计如图所示，圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的和平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即：qvB＝qE＝qUd，所以v＝，因此液体流量Q＝Sv＝πd24·UBd＝.菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场4．磁流体发电机如图所示，一束在高温下形成的正、负离子(等离子体)以高速v喷入偏转磁场B中，在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向两极板偏转、积累，从而在板间形成电场，两板间形成一定的电势差．当qvB＝时电势差稳定，U＝，这就相当于一个可以对外供电的电源．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场[练一练]1．MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场，方向如下图所示，带电粒子从a位置以垂直磁场方向的速度开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab＝bc＝cd，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的比荷为()菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场【答案】AA.3πtBB.4π3tBC.πtBD.tB2π【解析】粒子从a运动到d依次经过小孔b、c、d，经历的时间t为3个T2，由t＝3×T2和T＝2πmBq，可得：qm＝3πtB，故A正确．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场2．某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，带电小球沿如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动，此空间同时存在由A指向B的匀强磁场，则下列说法正确的是()A．小球一定带正电B．小球可能做匀速直线运动C．带电小球一定做匀加速直线运动D．运动过程中，小球的机械能增大菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场【解析】由于重力方向竖直向下，空间存在磁场，且直线运动方向斜向下，与磁场方向相同，故不受洛伦兹力作用，电场力必水平向右，但电场具体方向未知，故不能判断带电小球的电性，选项A错误；重力和电场力的合力不为零，故不可能做匀速直线运动，所以选项B错误；因为重力与电场力的合力方向与运动方向相同，故小球一定做匀加速直线运动，选项C正确；运动过程中由于电场力做正功，故机械能增大，选项D正确．【答案】CD菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场3．如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于此电场场强大小和方向的说法中，正确的是()菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场A．大小为B/v，粒子带正电时，方向向上B．大小为B/v，粒子带负电时，方向向上C．大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关D．大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关【解析】当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡时，粒子流匀速直线通过该区域，有qvB＝qE，所以E＝Bv.假设粒子带正电，则受向下的洛伦兹力，电场方向应该向上．粒子带负电时，电场方向仍应向上．故正确答案为D.【答案】D菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场4．质量为m的带电小球在正交的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道平面在竖直平面内，电场方向竖直向下，磁场方向垂直圆周所在平面向里，如图所示，由此可知()菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场A．小球带正电，沿顺时针方向运动B．小球带负电，沿顺时针方向运动C．小球带正电，沿逆时针方向运动D．小球带负电，沿逆时针方向运动【解析】带电小球在重力、电场力以及洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，故应满足qE＝mg，且电场力方向向上，故小球带负电，由于洛伦兹力提供向心力，指向圆心，所以小球沿顺时针方向运动，B正确．【答案】B菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场考点一带电粒子在组合场中的运动[考点梳理]力的特点功和能的特点重力①大小G＝mg②方向竖直向下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静电力①大小：F＝Qe②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静电力做功与路径无关②静电力做功改变物体的电势能，且W电＝－ΔE洛伦兹力①大小：F＝qvB②方向：垂直于v和B决定的平面洛伦兹力不做功菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场2.“电偏转”和“磁偏转”的比较垂直进入磁场(磁偏转)垂直进入电场(电偏转)情景图受力FB＝qv0B大小不变，方向总指向圆心，方向变化，FB为变力FE＝qE，FE大小、方向不变，为恒力运动规律匀速圆周运动r＝mv0Bq，T＝2πmBq类平抛运动vx＝v0，vy＝Eqmtx＝v0t，y＝Eq2mt2运动时间t＝θ2πT＝θmBqt＝Lv0，具有等时性动能不变变化菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场[典例应用](2014·广东理综，36)如图所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距6L，两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN为理想分界面．Ⅰ区的磁感应强度为B0，方向垂直纸面向外．A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2，两孔与分界面MN的距离均为L.质量为m、电量为＋q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN上的P点，再进入Ⅱ区，P点与A1板的距离是L的k倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场(1)若k＝1，求匀强电场的电场强度E；(2)若2k3，且粒子沿水平方向从S2射出，求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场【解题指导】粒子经电场加速获得一定速度―→匀速直线运动―→在区域Ⅰ内匀速圆周运动―→在区域Ⅱ内匀速圆周运动―→在区域Ⅰ内匀速圆周运动【课堂笔记】(1)粒子在电场中，由动能定理有qEd＝12mv21－0①粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力qv1B0＝mv21r②当k＝1时，由几何关系得r＝L③由①②③解得E＝qB20L22md④(2)由于2k3时，由题意可知粒子在Ⅱ区只能发生一次偏转，运动轨迹如图所示，由几何关系可知(r1－L)2＋(kL)2＝r21⑤菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场解得r1＝k2＋12L⑥粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力qvB0＝mv2r1⑦由⑥⑦解得v＝k2＋1qB0L2m(2k3)⑧粒子在Ⅱ区洛伦兹力提供向心力qvB＝mv2r2⑨由对称性及几何关系可知k3－k＝r1r2⑩解得r2＝3－kk2＋12kL(2k3)○11由⑧⑨○11解得B＝k3－kB0【答案】(1)qB20L22md(2)B＝k3－kB0菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场【总结提升】带电粒子在组合场中的运动问题的分析方法(1)带电粒子依次通过不同场区时，因其受力情况随区域而变化，故其运动规律在不同区域也有所不同．(2)(3)联系不同阶段的运动的物理量是速度，因此带电粒子在两场分界点上的速度是解决问题的关键．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场如图所示，MN为绝缘板，C、D为板上两个小孔，PO为CD的中垂线，在MN的下方有匀强磁场，方向垂直纸面向外(图中未画出)，质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)以某一速度从PO上的A点平行于MN的方向进入静电分析器，静电分析器内有均匀辐向分布的电场(电场方向指向O点)，已知图中虚线圆弧的半径为R，其所在处场强大小为E，若粒子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔C垂直于MN进入下方磁场．菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标高考总复习·物理第八章磁场(1)求粒子运动的速度大小；(2)粒子在磁场中运动，与MN板碰撞，碰后以原速率反弹，且碰撞时无电荷的转移，之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三角形匀强磁场区域，从A点沿水平方向射出磁场，则三角形磁场区域最小面积为多少？MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少？(3)粒子从A点出发后，第一次回到A点所经过的总时间为多少？菜单课时作业多维拓展能力突破题组演练综合提升高频考点透析导悟基础梳理自主预习新课标