2020高中物理二轮复习（江苏）课件+练习专题五 带电粒子在复合场中的运动 (2份打包)

专题五　带电粒子在复合场中的运动 专题五 带电粒子在复合场中的运动 专题五　带电粒子在复合场中的运动 备 考 定 向 2017 2018 2019 备考策略 带电粒子在复合场中的运动 T15：带电粒子在电磁场中的运动 无 无 1. 带电粒子在复合场中的运动是高考的重点和热点，且多与实际问题相结合，主要考查学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力，题目综合性强、难度大． 2. 分析带电粒子在复合场中运动的方法可归纳为受力分析是根本，运动分析是关键，把握规律是重点，挖掘临界条件破难点． 专题五　带电粒子在复合场中的运动 mg qE qvB 知 能 再 现 一、 两种场的模型及三种场力 1. 两种场模型 (1) 组合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存，但各位于一定区域，并且互不重叠． (2) 复合场模型：电场、磁场、重力场(或其中两种场)并存于同一区域． 2. 三种场力 (1) 重力：G＝____，总是竖直向下，为恒力，做功只取决于初、末位置的高度差． (2) 电场力：F＝____，方向与场强方向及电荷电性有关，做功只取决于初、末位置的电势差． (3) 洛伦兹力：F洛＝_____ (v⊥B)，方向用左手定则判定，洛伦兹力永不做功． 专题五　带电粒子在复合场中的运动 二、 带电粒子的运动 1. 匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，带电粒子做匀速直线运动，如速度选择器． 2. 匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与静电力平衡时，带电粒子可以在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动． 专题五　带电粒子在复合场中的运动 3. 较复杂的曲线运动 当带电粒子所受的合外力是变力，且与速度方向不在同一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹不是圆弧，也不是抛物线． 4. 分阶段运动 带电粒子可能依次通过几个性质不同的复合场区域，其运动情况随区域情况发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成． 专题五　带电粒子在复合场中的运动 真题演练 栏 目 导 航 举题固法 专题五　带电粒子在复合场中的运动 真题演练 专题五　带电粒子在复合场中的运动 1. (2019·新课标Ⅲ卷)空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P是电场中的两点．从O点沿水平方向以不同速度先、后发射两个质量均为m的小球A、B.A不带电，B的电荷量为q(q>0)．A从O点发射时的速度大小为v0，到达P点所用时间为t；B从O点到达P点所用时间为eq \f(t,2).重力加速度为g，求： (1) 电场强度的大小． (2) B运动到P点时的动能． 专题五　带电粒子在复合场中的运动 【解析】 (1) 设电场强度的大小为E，小球B运动的加速度为a.根据牛顿第二定律、运动学公式和题给条件，有 mg＋qE＝ma① eq \f(1,2)a(eq \f(t,2))2＝eq \f(1,2)gt2② 解得E＝eq \f(3mg,q)③ 专题五　带电粒子在复合场中的运动 (2) 设B从O点发射时的速度为v1，到达P点时的动能为Ek，O、P两点的高度差为h，根据动能定理有 Ek－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)＝mgh＋qEh④ 且有v1eq \f(t,2)＝v0t⑤ h＝eq \f(1,2)gt2⑥ 联立③④⑤⑥式得 Ek＝2m(veq \o\al(2,0)＋g2t2)⑦ 【答案】 (1) eq \f(3mg,q)　(2) 2m(veq \o\al(2,0)＋g2t2) 专题五　带电粒子在复合场中的运动 2. (2017·江苏卷)一台质谱仪的工作原理如图甲所示．大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为0，经加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．已知甲、乙两种离子的电荷量均为＋q，质量分别为2m和m，图中虚线为经过狭缝左右边界M、N的甲种离子的运动轨迹．不考虑离子间的相互作用． (1) 求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x. (2) 在图乙中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域，并求该区域最窄处的宽度d. (3) 若考虑加速电压有波动，在(U0－ΔU)到(U0＋ΔU)之间变化，要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠，求狭缝宽度L满足的条件． 专题五　带电粒子在复合场中的运动 INCLUDEPICTURE"JK24.TIF" 甲 乙 专题五　带电粒子在复合场中的运动 【解析】 (1) 设甲种离子在磁场中的运动半径为r1 电场加速，qU0＝eq \f(1,2)×2mv2，且qvB＝2meq \f(v2,r1) 解得r1＝eq \f(2,B)e