2019版高考物理大一輪復習第九章磁場課件學案練習（打包12套）.zip

2019版高考物理大一輪復習第九章磁場課件學案練習（打包12套）.zip,2019,高考,物理,一輪,復習,第九,磁場,課件,練習,打包,12 磁場 第九章 第26講帶電粒子在復合場中的運動 欄目導航 1 帶電粒子在復合場中的運動 1 復合場與組合場 復合場 電場 重力場共存 或其中某兩場共存 組合場 電場與磁場各位于一定的區(qū)域內(nèi) 并不重疊 或在同一區(qū)域 電場 磁場分時間段或分區(qū)域交替出現(xiàn) 磁場 2 三種場的比較 mg 豎直向下 路徑 重力勢能 qE 相同 相反 路徑 qU 電勢能 qvB 左手 動能 3 帶電粒子在復合場中的運動分類 靜止或勻速直線運動當帶電粒子在復合場中所受合外力為零時 將處于靜止狀態(tài)或做 勻速圓周運動當帶電粒子所受的重力與電場力大小 方向 時 帶電粒子在洛倫茲力的作用下 在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做 運動 勻速直線運動 相等 相反 勻速圓周 較復雜的曲線運動當帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化 且與初速度方向不在同一條直線上時 粒子做 變速曲線運動 這時粒子運動軌跡既不是圓弧 也不是拋物線 分階段運動帶電粒子可能依次通過幾個情況不同的復合場區(qū)域 其運動情況隨區(qū)域發(fā)生變化 其運動過程由幾種不同的運動階段組成 非勻 2 電場 磁場分區(qū)域應用實例 1 質(zhì)譜儀 構(gòu)造 如圖甲所示 由粒子源 加速電場 偏轉(zhuǎn)磁場和照相底片等構(gòu)成 2 回旋加速器 構(gòu)造 如圖乙所示 D1 D2是半圓形金屬盒 D形盒的縫隙處接交流電源 D形盒處于勻強磁場中 3 電場 磁場同區(qū)域并存的實例 勻速直線 Bv0d 磁場方向 電勢差 1 判斷正誤 1 利用回旋加速器可以將帶電粒子的速度無限制地增大 2 粒子能否通過速度選擇器 除與速度有關外 還與粒子的帶電正負有關 3 磁流體發(fā)電機中 根據(jù)左手定則 可以確定正 負粒子的偏轉(zhuǎn)方向 從而確定正 負極或電勢高低 4 帶電粒子在復合場中受洛倫茲力情況下的直線運動一定為勻速直線運動 5 質(zhì)譜儀是一種測量帶電粒子質(zhì)量并分析同位素的儀器 2 多選 如圖所示 一帶電小球在一正交電場 磁場區(qū)域里做勻速圓周運動 電場方向豎直向下 磁場方向垂直紙面向里 則下列說法正確的是 A 小球一定帶正電B 小球一定帶負電C 小球的繞行方向為順時針D 改變小球的速度大小 小球?qū)⒉蛔鰣A周運動 BC 3 如圖所示 一束粒子 不計重力 初速度可忽略 緩慢通過小孔O1進入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域 再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強電場 磁場區(qū)域 其中磁場的方向如圖所示 磁感應強度大小可根據(jù)實際要求調(diào)節(jié) 收集室的小孔O3與O1 O2在同一條水平線上 則收集室收集到的是 A 具有特定質(zhì)量和特定比荷的粒子B 具有特定速度和特定比荷的粒子C 具有特定質(zhì)量和特定速度的粒子D 具有特定動能和特定比荷的粒子 B 帶電粒子在組合場中的運動問題為高考熱點 考查學生對帶電粒子在先后出現(xiàn) 或交替出現(xiàn) 的電磁場中的運動分析 性質(zhì)判斷及綜合計算能力 1 是否考慮粒子重力的三種情況 1 對于微觀粒子 如電子 質(zhì)子 離子等 因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小 可以忽略 而對于一些宏觀物體 如帶電小球 液滴 金屬塊等一般應當考慮其重力 一帶電粒子在組合場中的運動問題 2 在題目中有明確說明是否要考慮重力的 這種情況比較正規(guī) 也比較簡單 3 不能直接判斷是否要考慮重力的 在進行受力分析與運動分析時 要由分析結(jié)果確定是否要考慮重力 2 帶電粒子在組合場中運動 要分段處理 對勻強電場中的勻變速直線運動或類平拋運動 可由牛頓定律及運動學公式求解 對勻強磁場中的勻速圓周運動 要結(jié)合幾何知識 確定圓心及半徑 從而確定磁感應強度和圓心角或時間 確定從電場進入磁場的速度的大小 方向及兩場交界處軌跡的幾何關系 是解決問題的關鍵 解決帶電粒子在組合場中運動問題的思路方法 例1 2017 天津卷 平面直角坐標系xOy中 第 象限存在垂直于平面向里的勻強磁場 第 象限存在沿y軸負方向的勻強電場 如圖所示 一帶負電的粒子從電場中的Q點以速度v0沿x軸正方向開始運動 Q點到y(tǒng)軸的距離為到x軸距離的2倍 粒子從坐標原點O離開電場進入磁場 最終從x軸上的P點射出磁場 P點到y(tǒng)軸距離與Q點到y(tǒng)軸距離相等 不計粒子重力 問 1 粒子到達O點時速度的大小和方向 2 電場強度和磁感應強度的大小之比 帶電粒子在復合場中的運動問題是歷年高考命題的熱點 覆蓋面大 綜合性強 難度大 能力要求高 以計算題呈現(xiàn) 有時也有選擇題 1 帶電粒子在復合場中無約束情況下的運動主要是以下幾種形式 二帶電粒子在復合場中的運動問題 2 分階段運動帶電粒子可能依次通過幾個情況不同的復合場區(qū)域 其受力情況隨區(qū)域發(fā)生變化 則其運動過程由幾種不同的運動階段組成 例2 如圖所示 空間區(qū)域 存在勻強電場和勻強磁場 MN PQ為磁場區(qū)域的理想邊界 區(qū)域高度為d 區(qū)域的高度足夠大 勻強電場方向豎直向上 區(qū)域磁場的磁感應強度均為B 方向分別垂直紙面向里和向外 一個質(zhì)量為m 電荷量為q的帶電小球從磁場上方的O點由靜止開始下落 進入電磁場區(qū)域后 恰能做勻速圓周運動 已知重力加速度為g 1 試判斷小球的電性并求出電場強度E的大小 2 若帶電小球運動一定時間后恰能回到O點 在圖中作出小球的運動軌跡 求出釋放時距MN的高度h 并求出小球從開始釋放到第一次回到O點所經(jīng)歷的時間t 3 試討論h取不同值時 小球第一次穿出磁場 區(qū)域的過程中電場力所做的功W 1 多選 如圖所示 勻強磁場方向垂直紙面向里 勻強電場方向豎直向下 有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域 不計重力 則 A 若電子從右向左飛入 電子也沿直線運動B 若電子從右向左飛入 電子將向上偏轉(zhuǎn)C 若電子從左向右飛入 電子將向下偏轉(zhuǎn)D 若電子從左向右飛入 電子也沿直線運動 BD 2 2017 北京東城區(qū)模擬 如圖所示 一束質(zhì)量 速度和電荷量不全相等的離子 經(jīng)過由正交的勻強電場和勻強磁場組成的速度選擇器后 進入另一個勻強磁場中并分裂為A B兩束 下列說法中正確的是 A 組成A束和B束的離子都帶負電B 組成A束和B束的離子質(zhì)量一定不同C A束離子的比荷大于B束離子的比荷D 速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外 C 3 2017 遼寧三小調(diào)研 多選 如圖所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖 其核心部分是兩個D形金屬盒 兩金屬盒置于勻強磁場中 并分別與高頻電源兩端相連 現(xiàn)分別加速質(zhì)子 H 和氘核 H 下列說法正確的是 A 它們的最大速度相同B 質(zhì)子的最大動能大于氘核的最大動能C 加速質(zhì)子和氘核所用高頻電源的頻率相同D 僅增大高頻電源的電壓不可能增大粒子的最大動能 BD 4 多選 如圖所示 勻強電場的方向豎直向下 勻強磁場的方向垂直紙面向里 三個油滴a b c帶有等量同種電荷 其中a靜止 b向右做勻速運動 c向左做勻速運動 比較它們的重力Ga Gb Gc間的大小 正確的是 A Ga最大B Gb最大C Gc最大D Gb最小 CD 5 2017 山東青島調(diào)研 如圖所示 空間的某個復合場區(qū)域內(nèi)存在著方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場 質(zhì)子由靜止開始經(jīng)一加速電場加速后 垂直于復合場的界面進入并沿直線穿過場區(qū) 質(zhì)子從復合場穿出時的動能為Ek 那么氘核同樣由靜止開始經(jīng)同一加速電場加速后穿過同一復合場后的動能E k的大小是 A E k EkB E k EkC E k EkD 條件不足 難以確定 B 例1 2017 江蘇南京診斷 6分 如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖 其核心部分是兩個D形金屬盒 在加速帶電粒子時 兩金屬盒置于勻強磁場中 兩盒分別與高頻電源相連 帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示 忽略帶電粒子在電場中的加速時間 則下列判斷中正確的是 A 在Ek t圖象中應有t4 t3 t3 t2 t2 t1 B 加速電壓越大 粒子最后獲得的動能就越大C 粒子加速次數(shù)越多 粒子最大動能一定越大D 要想粒子獲得的最大動能增大 可增加D形盒的面積 答題送檢 來自閱卷名師報告 答案 D 1 如圖所示 有一金屬塊放在垂直于表面C的勻強磁場中 當有穩(wěn)恒電流沿平行平面C的方向通過時 下列說法中正確的是 A 金屬塊上表面M的電勢高于下表面N的電勢B 電流增大時 M N兩表面間的電壓U增大C 磁感應強度增大時 M N兩表面間的電壓U減小D 金屬塊中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)越少 M N兩表面間的電壓U越小 B B 3 有一電荷量為 q 重力為G的小球 從豎直的帶電平行板上方h處自由落下 兩極板間勻強磁場的磁感應強度為B 方向如圖所示 則帶電小球通過有電場和磁場的空間時 A 一定做曲線運動B 不可能做曲線運動C 有可能做勻速運動D 有可能做勻加速直線運動解析帶電小球在重力場 電場和磁場中運動 所受重力 電場力是恒力 但受到的洛倫茲力是隨速度的變化而變化的變力 因此小球不可能處于平衡狀態(tài) 也不可能在電 磁場中做勻變速直線運動 故選項A正確 A 4 多選 如圖甲所示 絕緣輕質(zhì)細繩一端固定在方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場中的O點 另一端連接帶正電的小球 小球電荷量q 6 10 7C 在圖示坐標系中 電場方向沿豎直方向 坐標原點O的電勢為零 當小球以2m s的速率繞O點在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動時 細繩上的拉力剛好為零 在小球從最低點運動到最高點的過程中 軌跡上每點的電勢 隨縱坐標y的變化關系如圖乙所示 重力加速度g 10m s2 則下列判斷正確的是 BD A 勻強電場的場強大小為3 2 106V mB 小球重力勢能增加最多的過程中 電勢能減少了2 4JC 小球做順時針方向的勻速圓周運動D 小球所受的洛倫茲力的大小為3N