2019年高考物理一轮复习第九章磁场专题强化十一带电粒子在叠加场和组合场中的运动学案【经典版】.doc.pdfVIP

专题强化十一 带电粒子在叠加场和组合场中的运动 专题解读1.本专题是磁场、力学、电场等知识的综合应用，高考往往以计算压轴题的形 式出现． 2．学习本专题，可以培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力．针对性的专题 训练，可以提高同学们解决难题压轴题的信心． 3．用到的知识有：动力学观点(牛顿运动定律)、运动学观点、能量观点(动能定理、能量 守恒)、电场的观点(类平抛运动的规律)、磁场的观点(带电粒子在磁场中运动的规律)． 命题点一 带电粒子在叠加场中的运动 1．带电体在叠加场中无约束情况下的运动 (1)洛伦兹力、重力并存 ①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动． ②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机 械能守恒，由此可求解问题． (2)静电力、洛伦兹力并存(不计重力的微观粒子) ①若静电力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动． ②若静电力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可 用动能定理求解问题． (3)静电力、洛伦兹力、重力并存 ①若三力平衡，一定做匀速直线运动． ②若重力与静电力平衡，一定做匀速圆周运动． ③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用 能量守恒定律或动能定理求解问题． 2．带电体在叠加场中有约束情况下的运动 带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运 动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做 功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求解． 9 例 1 在如图 1 所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r＝ m 的光滑 44 圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角θ＝37°.过G点、垂直于水平面的 竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B＝1.25T；过D 点、 4 垂直于水平面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度 E＝1×10 N/C. 小物体P 质量m＝2×10－3 kg 、带电荷量q＝＋8×10－6 C ，受到水平向右的推力F＝9.98×10 1 －3 N 的作用，沿CD 向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力．当P 到达倾斜轨道底端 1 G点时，不带电的小物体P 在GH顶端由静止释放，经过时间t＝0.1 s 与P 相遇．P 和 2 1 1 2 P 与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为μ＝0.5，g取10 m/s ，sin37°＝0.6 ，cos37°＝0.8 ， 2 物体电荷量保持不变，不计空气阻力．求： 图1 (1)小物体P 在水平轨道CD上运动速度v的大小； 1 (2)倾斜轨道GH的长度s. ①沿CD 向右匀速直线运动；②经过时间t＝0.1s 与P 相遇． 1 答案 (1)4m/s (2)0.56m 解析 (1)设小物体 P 在匀强磁场中运动的速度为 v，受到向上的洛伦兹力为F ，受到的