2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動

第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動

1．(雙選，2012年新課標卷)如圖

3－2－1所示，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一定的角度，兩極板與一直流電源相連．若一帶電粒子恰能沿圖中所示的水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子(

)圖3－2－1A．所受重力與電場力平衡C．動能逐漸增加B．電勢能逐漸增加D．做勻變速直線運動 1．(雙選，2012年新課標卷)如圖3－2－1所示，平

解析：受力分析如圖15所示，重力與電場力的合力與速度方向相反，所以粒子做勻減速直線運動，動能減小，所以A、C錯誤，D正確；因為電場力與速度方向的夾角為鈍角，所以電場力做負功，電勢能增加，B正確．圖15答案：BD 解析：受力分析如圖15所示，重力與電場力的合力與速度圖15

2．(雙選，2012年全國理綜卷)質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1

和q2

的兩個粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運)動，已知兩個粒子的動量大小相等．下列說法正確的是( A．若q1＝q2，則它們做圓周運動的半徑一定相等

B．若m1＝m2，則它們做圓周運動的周期一定相等

C．若q1≠q2，則它們做圓周運動的半徑一定不相等

D．若m1≠m2，則它們做圓周運動的周期一定不相等

答案：AC 2．(雙選，2012年全國理綜卷)質(zhì)量分別為m1和m2、

3．(雙選，2012年山東卷)圖3－2－2中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷．一帶電粒子以一定的初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點．則該粒子()

圖3－2－2A．帶負電B．在c點所受的力最大C．在b點的電勢能大于在c點的電勢能D．由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化 3．(雙選，2012年山東卷)圖3－2－2中虛線為一組間

解析：根據(jù)粒子的運動軌跡可知，粒子帶正電，A錯誤；根據(jù)庫侖定律可知，離點電荷越近受力越大，B錯誤；從b點到c點電場力做正功，電勢能減小，C正確；同心圓間距相等，所以a點到b點的電勢差大于b點到c點的電勢差，所以由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化，D正確．答案：CD 解析：根據(jù)粒子的運動軌跡可知，粒子帶正電，A錯誤；答案：2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動

(1)若兩狹縫平行且盤靜止(如圖丙)，某一粒子進入磁場后，豎直向下打在感光板中心點M上，求該粒子在磁場中運動的時間t；

(2)若兩狹縫夾角為θ0，盤勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如圖乙．要使穿過N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2

的連線上，試分析盤轉(zhuǎn)動的角速度ω的取值范圍(設(shè)通過N1

的所有粒子在盤旋轉(zhuǎn)一圈的時間內(nèi)都能到達N2)．圖3－2－3 (1)若兩狹縫平行且盤靜止(如圖丙)，某一粒子進入磁場后，2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動圖3－2－4圖3－2－42013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動

廣東省高考題中，2010年考了帶電粒子在磁場中的運動，2011年考了帶電粒子在復(fù)合場中的運動，2012年也涉及了帶電粒子在電場中的運動，所以2013年高考出題方向極容易再考查帶電粒子只在電場中或者只在磁場中的運動．此講是高考的熱點，一般結(jié)合勻變速運動、圓周運動、功能關(guān)系，出現(xiàn)綜合度較高的計算題，而且還考查運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力． 廣東省高考題中，2010年考了帶電粒子在磁場中的運動，

帶電粒子在磁場中的運動

【例1】(雙選，2012年海南卷)空間存在著方向垂直于紙面向里的勻強磁場，圖3－2－5中的正方形為其邊界．一束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點入射．這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但荷質(zhì)比相同，且都包含不同速率的粒子．不計重力，下列說法正確的是() 帶電粒子在磁場中的運動()圖3－2－5A．入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同B．入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同C．在磁場中運動時間相同的粒子，其運動軌跡一定相同D．在磁場中運動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大圖3－2－5A．入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不

答案：BD2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動答案：B答案：B帶電粒子在電場中的運動

【例2】如圖

3－2－7所示，水平放置的兩塊平行金屬板，板長L0＝10cm，兩板的間距為d＝2cm，一束電子以v0＝4×107m/s的初速度從兩板中央水平射入板間，然后從板間飛出射到距離板L＝45cm、寬D＝20cm的熒光屏上(不計重力，熒光屏中點在兩板間的中央線上，電子質(zhì)量為0.91×10－30

kg，電荷量e＝1.6×10－19

C)．求：帶電粒子在電場中的運動 【例2】如圖3－2－7所示，水平(1)若電子飛入兩板前，是從靜止開始經(jīng)歷了加速電場的加速，則該電場的電壓多大？(2)為了使帶電粒子能射中熒光屏所有的位置，兩板間所加的電壓應(yīng)在什么范圍內(nèi)？圖3－2－7(1)若電子飛入兩板前，是從靜止開始經(jīng)歷了加速電場的加速，則2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動

一般帶電粒子在電場中的加速直線運動可用動能定理來求加速電壓、加速后的速度等相關(guān)物理量；粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)是類平拋運動，可以用平拋運動的分解方法來解，最后從偏轉(zhuǎn)電場出去打在屏幕上的運動是勻速直線運動，在分析時可以把最后的勻速運動分解到兩個方向來解決問題(類似小船過河的問題)． 一般帶電粒子在電場中的加速直線運動可用動

2．如圖3－2－8所示的是示波管的原理示意圖．從燈絲發(fā)射出來的電子經(jīng)電壓為U1

的電場加速后，通過加速極板A上的小孔O1

射出，沿中心線O1O2

進入MN間的偏轉(zhuǎn)電場，O1O2

與偏轉(zhuǎn)電場方向垂直，偏轉(zhuǎn)電場的電壓為U2，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的右端P1點離開偏轉(zhuǎn)電場，然后打在垂直O(jiān)1O2

放置的熒光屏上的P2點．已知平行金屬極板MN間的距離為d，極板長度為L，極板的右端與熒光屏之間的距離為L′.不計電子之間的相互作用力及其所受的重力，且電子離開燈絲的初速度可忽略不計(電子的質(zhì)量為m，電量為e)．求： 2．如圖3－2－8所示的是示波管的原理示意圖．從燈絲發(fā)(1)電子通過小孔O1

時的速度大小v0；(2)電子通過P1

點時偏離中心線O1O2

的距離y；(3)若O1O2

的延長線交于熒光屏上的O3

點，而P2

點到O3點的距離稱為偏轉(zhuǎn)距離Y(單位偏轉(zhuǎn)電壓引起的偏轉(zhuǎn)距離，即

YU2稱為示波管的靈敏度)，求該示波管的靈敏度． 圖3－2－8(1)電子通過小孔O1時的速度大小v0；點的距離稱為偏2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動帶電粒子在周期性變化的電場中運動

【例3】如圖

3－2－9甲所示，真空中相距d＝5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫出)，其中B板接地(電勢為零)，A板電勢變化的規(guī)律如圖乙所示．圖3－2－9帶電粒子在周期性變化的電場中運動 【例3】如圖3－2－92013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動

帶電粒子在周期性變化的電場中運動，一般是勻變速運動．如果是直線運動，則是加速運動和減速運動的交替，要注意板的寬度與帶電粒子在加速和減速交替運動的距離關(guān)系．這種題一般適合用運動學(xué)公式來求解，要搞清楚在題目規(guī)定的條件下帶電粒子在各個階段的位移和末速度． 帶電粒子在周期性變化的電場中運動，一般是3．(雙選)如圖3－2－10甲所示，A板的電勢UA＝0，B板)的電勢UB

隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示．則(

圖3－2－103．(雙選)如圖3－2－10甲所示，A板的電勢UA＝

答案：BD 答案：BD帶電粒子在多個磁場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在多個磁場中的偏轉(zhuǎn)(1)粒子a射入?yún)^(qū)域Ⅰ時速度的大小；(2)當a離開區(qū)域Ⅱ時，a、b兩粒子的y坐標之差．圖3－2－11(1)粒子a射入?yún)^(qū)域Ⅰ時速度的大?。?2)當a離開區(qū)

解：(1)設(shè)粒子a在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做勻速圓周運動的圓心為C(在y軸上)，半徑為Ra1，粒子速率為va，運動軌跡與兩磁場區(qū)域邊界的交點為P′，如圖19所示，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得圖19 解：(1)設(shè)粒子a在區(qū)域Ⅰ內(nèi)做勻速圓周運動的圓心為C(在圖2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動2013年高考物理二輪復(fù)習(xí)核心考點突破課件：第8講帶電粒子在電場、磁場中的運動

帶電粒子在多個磁場中的運動一般會牽涉到半徑的改變問題，這類問題中要考查學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力，主要是幾何中有關(guān)圓的知識和三角函數(shù)的運算，有時還要用到對稱性來解決問題． 帶電粒子在多個磁場中的運動一般會牽涉到半

4．兩平面熒光屏互相垂直放置，在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸，交點O為原點，如圖3－2－12所示．在y>0、0<x<a的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強磁場，在y>0、x>a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強磁場，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小均為B.在O點處有一小孔，一束質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場，最后打在豎直和水平熒光屏上，使熒光屏發(fā)亮．入