江蘇省揚(yáng)州市儀征中學(xué)2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章《磁場(chǎng)》（第3課時(shí)）帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一）導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1（通用）

《江蘇省揚(yáng)州市儀征中學(xué)2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章《磁場(chǎng)》（第3課時(shí)）帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一）導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《江蘇省揚(yáng)州市儀征中學(xué)2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章《磁場(chǎng)》（第3課時(shí)）帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一）導(dǎo)學(xué)案 新人教版選修3-1（通用）（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3課時(shí) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一） ◇◇◇◇◇◇課前預(yù)習(xí)案◇◇◇◇◇◇ 【考綱考點(diǎn)】 帶點(diǎn)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)（Ⅱ） 【知識(shí)梳理】 1. 復(fù)合場(chǎng) (1) 組合場(chǎng):電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi),并不重疊或在同一區(qū)域,電場(chǎng)、磁場(chǎng) 出現(xiàn). (2) 疊加場(chǎng):電場(chǎng)、 、重力場(chǎng)共存,或其中某兩種場(chǎng)共存. 2. 三種場(chǎng)的比較 　　項(xiàng)目 力的特點(diǎn) 功和能的特點(diǎn) 重力場(chǎng) 大小:G= 方向: 重力做功與 無(wú)關(guān),重力做功改變物體的 能 靜電場(chǎng) 大小:F= 方向:a. 正電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向 b. 負(fù)電荷受力

2、方向與場(chǎng)強(qiáng)方向 電場(chǎng)力做功與 無(wú)關(guān) W= 電場(chǎng)力做功改變 磁場(chǎng) 洛倫茲力F= 方向可用 定則判斷 洛倫茲力不做功,不改變帶電粒子的 【基礎(chǔ)檢測(cè)】 （ ）1、如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，若場(chǎng)區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子通過(guò)P（d ，d）點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為5Ek；若場(chǎng)區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子也能通過(guò)P點(diǎn)。不計(jì)質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下列說(shuō)法中正確的是 A. B. C.

3、 D. （ ）2、如圖所示，一個(gè)帶電粒子（重力不計(jì)）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中按圖中軌跡運(yùn)動(dòng)，中央是一塊薄金屬板，粒子在穿過(guò)金屬板時(shí)有動(dòng)能損失。則 A．粒子運(yùn)動(dòng)方向是abcde B．粒子運(yùn)動(dòng)方向是edcba C．粒子帶正電 D．粒子帶負(fù)電 （ ）3、如圖5所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢(shì)差為U，帶電粒子以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過(guò)兩板后又沿垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的M、N兩點(diǎn)間的距離d隨著U和v0的變化情況為 A．d隨v0增大而增大，d與U無(wú)關(guān) B．d隨v0增大而增大，d隨U增

4、大而增大 C．d隨U增大而增大，d與v0無(wú)關(guān) D．d隨v0增大而增大，d隨U增大而減小 ◇◇◇◇◇◇課堂導(dǎo)學(xué)案◇◇◇◇◇◇ F要點(diǎn)提示E 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1、“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較 垂直電場(chǎng)線進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng) (不計(jì)重力) 垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng) (不計(jì)重力) 受力情況 電場(chǎng)力FE＝qE，其大小、方向不變，與速度v無(wú)關(guān)，F(xiàn)E是恒力 洛倫茲力FB＝qvB，其大小不變，方向隨v而改變，F(xiàn)B是變力 軌跡 拋物線 圓或圓的一部分 運(yùn)動(dòng)軌跡 求解方法 利用類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解： vx＝v0 x＝v0t vy＝·t y＝··t2

5、 偏轉(zhuǎn)角φ：tan φ＝＝ 半徑：r＝ 周期：T＝ 偏移距離y和偏轉(zhuǎn)角φ要結(jié)合圓的幾何關(guān)系利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律討論求解 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t＝ t＝T＝ 動(dòng)能 變化 不變 2. 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,關(guān)鍵是要按順序?qū)︻}目給出的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分段分析,把復(fù)雜問(wèn)題分解成一個(gè)一個(gè)簡(jiǎn)單、熟悉的問(wèn)題來(lái)求解.注意銜接處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).解決帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的思路方法: 3. 復(fù)合場(chǎng)中的粒子重力是否應(yīng)該考慮的三種情況 (1) 對(duì)于微觀粒子,如電子、質(zhì)子、離子等,因?yàn)橐话闱闆r下其重力與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小,可以忽略;而對(duì)于一些實(shí)際物體,如帶電小球、液滴、

6、金屬塊等一般需要考慮其重力. (2) 在題目中有明確說(shuō)明是否要考慮重力的,這種情況需要注意. (3) 不能直接判斷是否要考慮重力的,在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí),要由分析結(jié)果確定是否要考慮重力. @考點(diǎn)突破? 問(wèn)題1 電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn) 【典型例題1】如圖所示，有—正方形區(qū)域，CB為對(duì)角線，A、D分別為對(duì)應(yīng)邊的中點(diǎn)，一不計(jì)重力的帶電粒子以速度沿CB方向射入．當(dāng)在正方形平面內(nèi)有垂直于CB方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，粒子從A點(diǎn)飛出，所用時(shí)間為，速率為；當(dāng)區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，粒子從D點(diǎn)飛出，所用時(shí)間為，速率為．則下列判斷正確的是（ ） C B A D A．

7、B． C． D． 變式：帶電量為q的粒子，不計(jì)重力的作用，當(dāng)它以初速度v分別自電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的A點(diǎn)往寬度為L(zhǎng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)中射入，最后都從相應(yīng)高度的B處射出。下列說(shuō)法正確的是（ ） A．電荷從兩個(gè)場(chǎng)中出來(lái)的速度大小一樣大 B．電荷在電場(chǎng)中出來(lái)時(shí)的速度要變大 C．電荷在兩個(gè)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同 D．從A到B過(guò)程中，電場(chǎng)對(duì)電荷做功為qEL 問(wèn)題2 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【典型例題2】如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d＝0.10 m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝5.0×105 N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.6

8、 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今有一質(zhì)量為m＝4.8×10－25 kg、電荷量為q＝1.6×10－18 C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0＝1.0×106 m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過(guò)b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫(huà)出)。求： (1)判斷a、b兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向； (2)求粒子到達(dá)P處的速度與水平方向的夾角θ； (3)求P、Q之間的距離L(結(jié)果可保留根號(hào))。 變式1：如圖所示,區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E; 區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面

9、向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng),經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入?yún)^(qū)域Ⅱ的磁場(chǎng),并垂直豎直邊界CD進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.求: (1) 粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑. (2) O、M間的距離. (3) 粒子從第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ到離開(kāi)區(qū)域Ⅲ所經(jīng)歷的時(shí)間t3. 變式2：如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里，正三角形

10、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且ab邊與y軸平行．一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a(2h,0)點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第Ⅲ象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計(jì)粒子所受的重力．求： (1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。? (2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向； (3)abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值． 第3課時(shí)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一）參考答案 【知識(shí)梳理】 1．交替 磁場(chǎng) 2．mg 豎直向下 路徑 重力勢(shì) qE 相同 相反 路徑 qU

11、 電勢(shì)能 qvB 左手 動(dòng)能 【基礎(chǔ)檢測(cè)】 1、D 2、BD 3、A @考點(diǎn)突破? 【典型例題1】B 變式：B 【典型例題2】(1)a、b間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是由a板指向b板。 (2)粒子在a板左端運(yùn)動(dòng)到P處，由動(dòng)能定理得 qEd＝mv2－mv02 代入有關(guān)數(shù)據(jù)， 解得v＝×106 m/s cos θ＝， 代入數(shù)據(jù)得θ＝30° (3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓心為O，半徑為r，如圖所示，由幾何關(guān)系得＝rsin 30°， 又qvB＝m 聯(lián)立求得L＝＝ m 答案：(1)a指向b　(2)30°　(3) m 變式1：(1) 粒子在勻

12、強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度為v,由類平拋規(guī)律知 v==2v0, 粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得 Bqv=m, 所以R=. (2) 設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,加速度為a, 則有qE=ma, v0tan60°=at1, 即t1=, O、M兩點(diǎn)間的距離為L(zhǎng)=a=. (3) 設(shè)粒子在Ⅲ區(qū)域磁場(chǎng)中運(yùn)行時(shí)間為t3,粒子在Ⅲ區(qū)域磁場(chǎng)中運(yùn)行周期為T(mén)3,則 T3=, 由(1)小問(wèn)可得R3==, 則t3=T3, 解得t3=. [答案] (1) 　(2) 　(3) 變式2：(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有 x＝v0t＝2h y＝at2＝h qE＝ma 聯(lián)立以上各式可得 E＝. (2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿負(fù)y方向的分速度為vy＝at＝v0 所以v＝＝v0 方向指向第Ⅳ象限與x軸正方向成45°角． (3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qvB＝m 當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，此時(shí)有r＝L，所以B＝. [答案](1)　(2)v0　指向第Ⅳ象限與x軸成45°角　(3)