第8講 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng),圖1,A.霍爾元件前表面的電勢低于后表面 B.若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，電壓表將反偏 C.IH與I成正比 D.電壓表的示數(shù)與RL消耗的電功率成正比,答案 CD,圖2,圖3,(1)求原本打在MN中點(diǎn)P的離子質(zhì)量m； (2)為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍； (3)為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測完整，求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)。(取lg 20.301，lg 30.477，lg 50.699),主要題型：選擇題和計(jì)算題 知識(shí)熱點(diǎn) (1)帶電粒子在組合復(fù)合場中的受力分析及運(yùn)動(dòng)分析。 (2)帶電粒子在疊加復(fù)合場中的受力分析及運(yùn)動(dòng)分析。 近三年新課標(biāo)全國卷中沒有考查帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)，預(yù)計(jì)2016年出題的幾率很大。 思想方法 (1)模型法 (2)類比法 (3)整體法、隔離法 (4)合成法、分解法 (5)對(duì)稱法,考向一 帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng),核心知識(shí),電偏轉(zhuǎn) 磁偏轉(zhuǎn),規(guī)律方法,1.做好“兩個(gè)區(qū)分” (1)正確區(qū)分重力、電場力、洛倫茲力的大小、方向特點(diǎn)及做功特點(diǎn)。 (2)正確區(qū)分“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的不同。 2.抓住“兩個(gè)技巧” (1)按照帶電粒子運(yùn)動(dòng)的先后順序，將整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成不同特點(diǎn)的小過程。 (2)善于畫出幾何圖形處理幾何關(guān)系，要有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的習(xí)慣。,圖4,(1)求粒子經(jīng)過y軸時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離； (2)若要使粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場后的運(yùn)動(dòng)情況)。,(1)粒子的初速度v0； (2)電場強(qiáng)度E的大?。?(3)粒子從A到M點(diǎn)的時(shí)間t。,圖5,1.運(yùn)動(dòng)過程的分解方法 (1)以“場”的邊界將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過程分段； (2)分析每段運(yùn)動(dòng)帶電粒子的受力情況和初速度，判斷粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)； (3)建立聯(lián)系：前、后兩段運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)為帶電粒子過關(guān)聯(lián)點(diǎn)時(shí)的速度； (4)分段求解：根據(jù)題設(shè)條件，選擇計(jì)算順序。 2.周期性和對(duì)稱性的應(yīng)用 相鄰場問題大多具有周期性和對(duì)稱性，解題時(shí)一是要充分利用其特點(diǎn)畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，以幫助理順物理過程；二是要注意周期性和對(duì)稱性對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響。,考向二 帶電粒子在疊加復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng),核心知識(shí),規(guī)律方法,1.帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的處理方法 (1)弄清復(fù)合場的組成特點(diǎn)。 (2)正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。 (3)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，靈活選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 2.結(jié)論 若在疊加場中粒子做直線運(yùn)動(dòng)，則一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，重力、電場力和洛倫茲力的合力為零。,1.如圖6所示，在空間中O點(diǎn)放一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的微粒，過O點(diǎn)水平向右為x軸，豎直向下為y軸，MN為邊界線，上方存在水平向右的勻強(qiáng)電場E，下方存在水平向左的勻強(qiáng)電場E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。OMh，若從靜止釋放此微粒，微粒一直沿直線OP穿過此區(qū)域，60。若在O點(diǎn)給它一沿x方向的初速度v0，它第一次經(jīng)過MN時(shí)，與MN交于C點(diǎn)。電場強(qiáng)度E和E大小未知，重力加速度為g。求：,圖6,(1)C點(diǎn)的坐標(biāo)； (2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。,(1)粒子剛從發(fā)射器射出時(shí)的初速度及粒子發(fā)射器P的橫坐標(biāo)x； (2)粒子從粒子源射出到返回第象限上升到最高點(diǎn)所用的總時(shí)間。,圖7,答案 見解析,關(guān)注幾場疊加，構(gòu)建運(yùn)動(dòng)模型，優(yōu)選規(guī)律解題 第1步：受力分析，關(guān)注幾場疊加 磁場、重力場并存，受重力和洛倫茲力；電場、磁場并存(不計(jì)重力的微觀粒子)，受電場力和洛倫茲力；電場、磁場、重力場并存，受電場力、洛倫茲力和重力。 第2步：運(yùn)動(dòng)分析，典型運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)建 受力平衡的勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力恒定的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，受力大小恒定且方向指向圓心的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受力方向變化復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)等。,第3步：選用規(guī)律，兩種觀點(diǎn)解題 帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則用平衡條件求解(即二力或三力平衡)；帶電體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用向心力公式或勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解；帶電體做勻變速直線或曲線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解；帶電體做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解。,高頻考點(diǎn)八 帶電粒子在交變電磁場中的運(yùn)動(dòng)問題,1.思路,2.方法技巧 帶電粒子在交變電、磁場中的運(yùn)動(dòng)分析方法 (1)仔細(xì)分析并確定各場的變化特點(diǎn)及相應(yīng)的時(shí)間，其變化周期一般與粒子在電場或磁場中的運(yùn)動(dòng)周期相關(guān)聯(lián)。有一定的聯(lián)系，應(yīng)抓住變化周期與運(yùn)動(dòng)周期之間的聯(lián)系作為解題的突破口。 (2)必要時(shí)，可把粒子的運(yùn)動(dòng)過程還原成一個(gè)直觀的運(yùn)動(dòng)軌跡草圖進(jìn)行分析。 (3)把粒子的運(yùn)動(dòng)分解成多個(gè)運(yùn)動(dòng)階段分別進(jìn)行處理，根據(jù)每一階段上的受力情況確定粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。,(16分)(2015南京市高三質(zhì)量檢測)如圖8甲所示，寬度為d的豎直狹長區(qū)域內(nèi)(邊界為L1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直方向上的周期性變化的電場(如圖乙所示)，電場強(qiáng)度的大小為E0，E0表示電場方向豎直向上。t0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)。Q為線段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g。上述d、E0、m、v、g為已知量。,圖8,(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； (2)求電場變化的周期T； (3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過程通過相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值。,審題流程 第一步：抓住關(guān)鍵點(diǎn)獲取信息,答案 見解析,圖9,(1)求電荷進(jìn)入磁場時(shí)的速度大??； (2)求圖乙中t2105 s時(shí)刻電荷與P點(diǎn)的距離。,答案 (1)3.14104 m/s (2)0.2 m,故電荷從t0時(shí)刻開始做周期性運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。(2分),t2105 s時(shí)刻電荷先沿大圓軌跡運(yùn)動(dòng)四分之一個(gè)周期再沿小圓軌跡運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，與P點(diǎn)的水平距離為r10.2 m(2分),分解物理過程，化繁為簡 在解答交變場問題時(shí)，要以變化節(jié)點(diǎn)為界，正確分解物理過程，分段突破，綜合解析。變化節(jié)點(diǎn)也就是前、后兩段運(yùn)動(dòng)的銜接點(diǎn)，以帶電粒子(微粒)過節(jié)點(diǎn)的速度為基礎(chǔ)建立前、后運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系。,