2013届高三专题复习电磁学综合计算(一)带电粒子在匀强磁场中的运动

2013届高三专题复习电磁学综合计算（一）带电粒子在匀强磁场中的运动英德市第一中学高三物理组何院平2013年4月25日近三年广东高考理综物理计算题特点计算题力与运动：牛顿运动定律(直线、曲线)功和能：动能定理电场和磁场：带电粒子的运动(直线、类平抛、圆周)动量和能量：动量守恒、机械能守恒\能量守恒电：电磁感应：感生与动生(结合电路)力：三个观点、四把钥匙•位移、速度和加速度Ⅱ•匀变速直线运动及其公式、图像Ⅱ•力的合成和分解Ⅱ•共点力的平衡Ⅱ•牛顿运动定律、牛顿定律的应用Ⅱ•运动的合成和分解Ⅱ•抛体运动Ⅱ•匀速圆周运动的向心力Ⅱ•功和功率Ⅱ•动能和动能定理Ⅱ•重力做功与重力势能Ⅱ•功能关系、机械能守恒定律及其应用Ⅱ•万有引力定律及其应用Ⅱ•环绕速度Ⅱ•动量、动量守恒定律及其应用Ⅱ考试大纲说明中力学部分的二级考点一共有15个•库仑定律Ⅱ•电场强度、点电荷的场强Ⅱ•电势差Ⅱ•带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ•欧姆定律Ⅱ•电源的电动势和内阻Ⅱ•闭合电路的欧姆定律Ⅱ•匀强磁场中的安培力Ⅱ•洛伦兹力的公式Ⅱ•带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ•法拉第电磁感应定律Ⅱ•楞次定律Ⅱ考试大纲说明中电磁学部分的二级考点一共有12个【2010年高考36】如图16（a）所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调（如图16（b））；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场。O到感光板的距离为，粒子电荷量为q,质量为m,不计重力。（1）若两狭缝平行且盘静止（如图16（c）），某一粒子进入磁场后，数值向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t;（2）若两狭缝夹角为θ0，盘匀速转动，转动方向如图16（b）.要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2连线上，试分析盘转动角速度ω的取值范围（设通过N1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达N2）。1、圆周运动、同轴转动2、匀速直线运动3、磁场（磁场中偏转）牛顿运动定律、几何关系41dR222222ddRRAxyov变式：如图所示，在空间的xoy区域内的第Ⅰ象限内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向直xoy平面向外，区域内的其他象限度。在A（L，0）点有一电子以速度v沿y轴正方向射入磁场。求电子在磁场中的运动时间。Axyov由于v的大小不确定，可能从y轴出来也可能从x轴上出来。所以要分类讨论变式：板间存在匀强磁场B，质子从板中点O垂直射入。已知两板间距离为d，板长为d，质子的荷质比为e/m。若粒子能从两板间射出：（1）求质子入射速度满足的条件。（2）求粒子在磁场中运动的最长时间。O1O2思路：在N点射出，圆心O1：在M点射出,圆心O2:4/2dr45)2(121221drdrdrqBmTtqBmTvdrdqBmvr2122454,1max）（且）（改编：板间存在匀强磁场，质子从板中点O垂直射入。已知两板间距离为d，板长为d，质子的荷质比为e/m。若粒子能从两板间射出：（1）若已知磁感应强度为B，求初速度应满足的条件；（2）若已知初速度为v，求磁感应强度应满足的条件；O1O2在N点射出，圆心O1：在M点射出,圆心O2:4/2dr45)2(121221drdrdr454,drdqBmvr且dqmvBdqmvmqBdvmqBd45424541）（）（（2）若已知初速度为v，求磁感应强度应满足的条件；（3）在第（2）的情况下，试比较粒子分别从M、N点穿出，粒子在磁场中运动的时间谁更长？NMttvstqBmTt弧长方法方法:22:1O1O2053dqmvBdqmvdrdr454,4,4521巩固练习【2013广一模35】(18分）如图所示，内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U，靠近M板处静止释放质量为m、电量为q的正离子，经过电场加速后从N板小孔射出，并沿圆环直径方向射人磁场，求：(1)离子从N板小孔射出时的速率；(2)离子在磁场中做圆周运动的半径；(3)要使离子不进入小圆区域，磁感应强度的取值范围.MNOmq,UBr2r【主干分析】MNOmq,UBr2r1、电场匀强电场中匀加速直线运动动能定理2、磁场（匀强磁场中偏转）牛顿运动定律、几何关系•电场加速过程NvNv•磁场偏转过程•教材3-1【P21】•教材3-1【P91】221NmvqURvmBqvNN2mqUvN2qmUBR21(3)要使离子不进入小圆区域，磁感应强度的取值范围.MRr2rRM222)()2(rRrRMMvrf洛BrBEf洛GEq带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动带电小球在复合场中做匀速圆周运动卫星在万有引力作用下做匀速圆周运动NG小球在重力、弹力作用下做匀速圆周运动类型：匀速圆周运动基本方法：牛顿第二定律小结：注重基本方法，提高解题能力匀速圆周运动比较+____+_库仑力提供做圆周运动所需要的向心力万有引力提供做圆周运动所需要的向心力洛伦兹力提供做圆周运动所需要的向心力库仑力提供做圆周运动所需要的向心力课后练习•见后面dRR01130cosdR0260sin222ydRR1、磁场（匀强磁场中偏转）牛顿运动定律、几何关系2、电场匀强电场中匀变速直线运动动能定理、牛顿运动定律、运动学规律××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××·VR1O1O2R2不从下边界射出的最大半径R1磁场（匀强磁场中偏转）牛顿运动定律、几何关系3212、、nLnR2010全国高考卷vo/带电粒子在磁场中运动的最长时间tanRr3tanRr与器壁碰撞二次4tanRr与器壁碰撞三次3211tan、、，nnRrn次与器壁碰撞2010年海南卷