2013高考一轮复习优秀课件︰第九章磁场第三单元第4课时.pptVIP

第三单元　复合场问题及STS问题 第4课时　专题：带电体在复合场中的运动;基础回顾;要点深化;(3)洛伦兹力大小为qvB，方向垂直于v和B所决定的平面，无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功． 2．说明 电子、质子、α粒子、离子等微观粒子在叠加场中运动时，试题没有说明都不计重力，但质量较大的质点(如带电尘粒)在叠加场中运动时，除试题说明不然都要考虑重力;基础回顾;(3)当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．粒子做________运动． 2．在复合场中如果有杆、环等物质对带电粒子的运动进行约束，则必须考虑支持力或压力等弹力．而带电粒子在它们的约束之下只能按杆或环的形状进行运动．;要点深化;如果涉及两个带电粒子的碰撞问题，还要根据动量守恒定律列出方程，再与其它方程联立求解． 由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其它方程联立求解．;题型一　 带电粒子在复合场里的直线运动;解析： 根据带电质点做匀速直线运动的条件，得知此带电质点所受的重力、电场力和洛伦兹力的合力必定为零．由此推知此三个力在同一竖直平面内，如右图所示，质点的速度垂直纸面向外．;求得带电质点的电荷与质量之比;题型训练;解析：由于带电粒子所受的洛伦兹力的大小与其运动速度有关，如果其速度不断增大，则洛伦兹力也会增大．然而重力和电场力都是保守力，合力不变，则只有当粒子做匀速运动时，粒子才能保持洛伦兹力不变，和其他两种力的合力为零，做匀速直线运动，根据洛伦兹力方向的判断方法——左手定则可知，当液滴带负电时，若他从M点运动到N点，他所受的洛伦兹力斜向左下方，则无论电场方向水平向右还是向左，电场力与重力的合力都不可能与洛伦兹力平衡，故液滴只能从N点运动到M点． 答案：BD;题型二　 带电粒子在复合场中做曲线运动 ;在磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场中，一质量为m、带正电为q的小球在O点静止释放，小球的运动曲线如右图所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍，重力加速度为g.求： (1)小球运动到任意位置P(x，y)处的速率v； (2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym；;(2)设在最大距离ym处的速率为vm，根据圆周运动有，;题型训练; 解析：(1)带电小球在正交的匀强电场和匀强磁场中因受到的重力G＝mg＝0.1 N　电场力F1＝qE1＝0.1 N 即G＝F1，故小球在正交的电磁场中由A到C做匀速圆周运动． 根据牛顿第二定律得：; (2)带电小球在P点的速度大小仍为v0＝4 m/s，方向与水平方向成45°.由于电场力F2＝qE2＝0.1 N，与重力大小相等，方向相互垂直，则合力的大小为F＝0.1 N，方向与初速度垂直，故小球在第二个电场中作平抛运动．;位移y＝ 沿x方向上，小球的位移 x＝v0t 由几何关系有：y＝x 即： ＝v0t，解得：t＝0.4 s Q点到P点的距离s2＝ x＝×4×0.4 m＝3.2 m. 答案：(1) m　(2)3.2 m;题型三　 带电粒子在复合场中受约束的运动问题分析;qvmB＋N＝mgcos θ① μN＝mgsin θ②;易见，随着v增大，a亦增大．当小环运动速度增大到一定值时，qv1B＝mgcos θ，N＝0，则f＝μN＝0.此时加速度达到最大值，a＝gsin θ. ;易见，随着v的再增大，a却减小，当a＝0时??速度才真正达到最大值．有：; 题型训练;解析：在开始运动时，对小球进行受力分析如图所示，小球带正电，小球受向下的重力、竖直向上的滑动摩擦力、向右的电场力和洛伦兹力，向左的弹力．由题意最初重力大于滑动摩擦力，小球做加速运动．由于小球最初无速度，洛伦兹力为零．随着小球下落速度不断增加，其受到的向右的洛伦兹力不断增大，小球受到的弹力也逐渐增加，使小球受到的摩擦力也增大，小球的加速度逐渐减小，当摩擦力增大到等于重力时，小球的加速度减至零，而速度增至某一最大值后不变．则力也不变，小球向下做匀速运动．;带电粒子运动方向改变而洛伦兹力的 方向没随着改变; N＝qvB＋mg.因为水平方向无摩擦，可知N＝0，qvB＝－mg.解得E＝0. 分析纠错：错解中有两个错误：返回时，速度反向，洛伦兹力也应该改变方向．返回时速度大小应为原速度的一半．碰撞前，粒子做匀速运动，qE＝μ(mg＋qvB)．返回时无电场力作用仍做匀速运动，水平方向无外力，摩擦力f＝0，所以N＝0.竖直方向上有 ＝