2022-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在交變電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

這是一份2022-2023年高考物理一輪復(fù)習(xí) 帶電粒子在交變電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件，共13頁。PPT課件主要包含了方法技巧，考向探究，試一試等內(nèi)容，歡迎下載使用。
【要點(diǎn)歸納】分析帶電粒子在交變電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)應(yīng)注意：1.準(zhǔn)確劃分帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中的不同運(yùn)動(dòng)階段、不同運(yùn)動(dòng)形式,以及不同運(yùn)動(dòng)階段、不同運(yùn)動(dòng)形式之間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和臨界點(diǎn),只有明確粒子在某一階段的運(yùn)動(dòng)形式后,才能確定解題所用到的物理規(guī)律.2.分析運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí),要注意周期性、對(duì)稱性的靈活應(yīng)用.
1.先分析在一個(gè)周期內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)情況,明確運(yùn)動(dòng)性質(zhì),判斷周期性變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響；2.畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,分析軌跡在幾何關(guān)系方面的周期性.
例1 . 如圖甲所示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大,電場(chǎng)強(qiáng)度E＝40 N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向.t＝0時(shí)刻,一帶正電的微粒,質(zhì)量m＝8×10－4 kg、電荷量q＝2×10－4 C,在O點(diǎn)具有方向豎直向下、大小為0.12 m/s的速度v,O′是擋板MN上一點(diǎn),直線OO′與擋板MN垂直,取g＝10 m/s2.求：（1）微粒再次經(jīng)過直線OO′時(shí)與O點(diǎn)的距離；（2）微粒在運(yùn)動(dòng)過程中離開直線 OO′的最大距離；（3）水平移動(dòng)擋板,使微粒能垂 直射到擋板上,擋板與O點(diǎn) 間的水平距離應(yīng)滿足的條件.
解析：(1)由題意可知,微粒所受的重力為G＝mg＝8×10－3 N,
電場(chǎng)力的大小為F＝Eq＝8×10－3 N,
Eq＝mg,因此重力與電場(chǎng)力平衡.
微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有qvB＝m ,解得R＝0.6m
由公式T＝ 可解得T＝10π s 則微粒在0～5π s內(nèi)轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周,再次經(jīng)過直線OO′時(shí)與O點(diǎn)的距離l＝2R＝1.2 m.
解析：(2)微粒運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期后向上勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝5π s,軌跡如圖所示.?
位移大小s＝vt,解得s＝1.88 m .
因此,微粒離開直線OO′的最大距離l′＝s＋R＝2.48 m.
解析：(3)若微粒能垂直射到擋板上的某點(diǎn)P,P點(diǎn)在直線OO′下方時(shí),由圖可知,擋板MN與O點(diǎn)間的水平距離應(yīng)滿足L＝(2.4n＋0.6) m(n＝0,1,2,3,…)若微粒能垂直射到擋板上的某點(diǎn)P,P點(diǎn)在直線OO′上方時(shí),由圖可知,擋板MN與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足L＝(2.4n＋1.8) m(n＝0,1,2,3,…).
例2. 如圖甲所示,有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界OP與水平方向夾角為θ＝45°,緊靠磁場(chǎng)邊界放置長(zhǎng)為6d、間距為d的平行金屬板M、N,M板與磁場(chǎng)邊界的交點(diǎn)為P,磁場(chǎng)邊界上的O點(diǎn)與N板在同一水平面上.在兩板間存在如圖乙所示的交變電場(chǎng)(取豎直向下為正方向),其周期T＝ ,E0＝ .某時(shí)刻從O點(diǎn)豎直向上以初速度v0發(fā)射一個(gè)電荷量為＋q的粒子,結(jié)果粒子恰在圖乙中的t＝ 時(shí)刻從P點(diǎn)水平進(jìn)入板間電場(chǎng),最后從電場(chǎng)中的右邊界射出.不計(jì)粒子重力.求：（1）粒子的質(zhì)量m；（2）粒子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到射出電場(chǎng)運(yùn)動(dòng) 的總時(shí)間t；（3）粒子從電場(chǎng)中的射出點(diǎn)到M點(diǎn)的距離.
如圖甲所示,兩平行金屬板A、B長(zhǎng)L＝8cm,兩極板間距d＝6cm,A、B兩極板間的電勢(shì)差UAB＝100 V．一比荷為 ＝1×106C/kg的帶正電粒子(不計(jì)重力)從O點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線以初速度v0＝2×104 m/s飛入電場(chǎng),粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場(chǎng)區(qū)域,已知兩界面MN、PS間的距離為s＝8cm.帶電粒子從PS分界線上的C點(diǎn)進(jìn)入PS右側(cè)的區(qū)域,當(dāng)粒子到達(dá)C點(diǎn)開始計(jì)時(shí),PS右側(cè)區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(垂直紙面向里為正方向)．求：（1）PS分界線上的C點(diǎn)與中心 線OO′的距離y；（2）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后第二 次經(jīng)過中心線OO′時(shí)與PS 分界線的距離x.