1、第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第三节带电粒子在复合场中的运动第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关一、带电粒子在复合场中的运动【问题导引】你还记得带电粒子在三场(匀强电场、匀强磁场和重力场)共存的区域做匀速圆周运动的条件吗？带电粒子在这三个场力共同作用下的直线运动，一定是匀速的吗？【知识梳理】1复合场与组合场(1)复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现抓纲扣本落实基础第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2带电
2、粒子在复合场中的运动分类(1)静止或匀速直线运动：当带电粒子在复合场中所受_时，将处于静止状态或匀速直线运动状态(2)匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力大小、方向时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动(3)较复杂的曲线运动：当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线(4)分阶段运动：带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成合外力为零相等相反第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标
3、训练技能过关【自主检测】1如图831所示，空间内存在着方向竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，一个质量为m的带电液滴，在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是A液滴在运动过程中速率不变B液滴所带电荷一定为负电荷，电荷量大小为mg/EC液滴一定沿顺时针方向运动D液滴可以沿逆时针方向运动，也可以沿顺时针方向运动第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关解析当带电液滴所受重力与电场力平衡时，液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，A正确；液滴应带负电，由mgqE得qmg/E，B正确；由左手定则可判断C正确，D错误答案ABC【学有所得】分析带电粒子在复合场中的运动
4、时，必须同时考虑各场的作用，全面正确地分析带电粒子的受力和运动特征，尤其是洛伦兹力会随粒子运动状态的改变而变化第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【知识梳理】1速度选择器(如图832所示)(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直这种装置能把具有一定的粒子选择出来，所以叫做速度选择器二、带电粒子在复合场中运动的应用实例【问题导引】带电粒子在复合场中运动的应用实例，你能说出哪几种？它们的工作原理有哪些相同之处？速度第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是：qE，即v.2磁流体发电机(1)
5、主要构造如图833所示qvB第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关洛伦兹力最大第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关电场力第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关4霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了，这个现象称为霍尔效应所产生的电势差称为霍尔电势差，其原理如图835所示电势差第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【自主检测】2利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域如图836所示是霍尔
6、元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD.下列说法中正确的是第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关A电势差UCD仅与材料有关B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD0C仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案BC【学有所得】在以上应用实例中，当带电粒子运动达到稳定后，均满足电场力等于洛伦兹力，其中，磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应中的电场是在粒子进入磁场后，在洛伦
7、兹力作用下，带电粒子在两极板上聚集后形成的第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【考点解读】组合场中运动问题的基本特点和解题思路：此类问题一般是将粒子在匀强电场中的类平抛运动和匀强磁场中的匀速圆周运动组合在一起解题的关键是正确地画出粒子的运动轨迹图对于类平抛运动，要考虑运动的合成与分解的思想方法，将合运动分解为沿着电场方向的匀加速直线运动和垂直于电场方向的匀速直线运动；在磁场中运动的核心问题还是“定圆心、求半径、画轨迹”，具体方法在前面已有论述剖题探法突破考点考点一 带电粒子在组合场中的运动第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【典例剖析
8、】例1(2013昆明模拟)如图837所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC向上且垂直于磁场方向在P点有一个放射源，在纸平面内向各个方向放射出质量为m、电荷量为q、速度大小相等的带电粒子，有一初速度方向与边界线的夹角60的粒子(如图所示)，恰好从O点正上方的小孔C垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点已知OCL，OQ2L，不计粒子的重力，求：第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关(1)该粒子的初速度v0的大小；(2)电场强度E的大小；(3)如果保持电场与磁场方向不变，而强度均减小到原来的一半，并
9、将它们左右对调，放射源向某一方向发射的粒子，恰好从O点正上方的小孔C射入匀强磁场，则粒子进入磁场后做圆周运动的半径是多少？第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关解题提示第(3)问中可直接用动能定理求粒子到达C的速度大小第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关特别提醒对于带电粒子连续通过不同场区的运动问题，要注意分析粒子在场区边界处的速度大小和方向，以便确定粒子在下一过程的运动情况第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【跟踪训练】1如图833所示，两导体板水平放置，两板间的电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行
10、于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关Ad随v0的增大而增大，d与U无关Bd随v0的增大而增大，d随U的增大而增大Cd随U的增大而增大，d与v0无关Dd随v0的增大而增大，d随U的增大而减小答案A第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【考点解读】1带电粒子在复合场中运动的分析方法(1)弄清复合场的组成如磁场、电场的复合，磁场、重力场的复合，磁场、电场、重力场三者的复合等(2)正确进行受力分析
11、，特别要注意洛伦兹力的分析及是否计重力的问题(3)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合考点二 带电粒子在复合场中的运动第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关(4)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿定律结合圆周运动规律求解当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解对于临界问题，注意挖掘隐含条件第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子
12、、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目要求处理(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力.第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【典例剖析】教你审题答题第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关规律总结(1)带电微粒在匀强电
13、场、匀强磁场和重力场中的直线运动应是匀速直线运动状态(除非运动方向沿匀强磁场方向而粒子不受洛伦兹力)(2)当带电微粒在复合场中做匀速圆周运动时，重力和电场力平衡，由洛伦兹力提供向心力第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【跟踪训练】2(2013临川联考)如图8310所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平(图中垂直纸面向里)，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关A若仅撤去电场，油滴P可能做匀加速直线运动B若仅撤去磁场，油滴P可能做匀加速直线运动C若给油滴
14、P一初速度，油滴P不可能做匀速直线运动D若给油滴P一初速度，油滴P可能做匀速圆周运动解析油滴P能处于静止状态，说明受到的重力和电场力平衡，电场力竖直向上，油滴P带负电荷若仅撤去电场，刚开始油滴P在重力作用下加速，运动后油滴P受到洛伦兹力作用，故油滴P不可能做匀加速直线运动，A错误；若仅撤去磁场，油滴P受到的重力和电场力恒定，始终平衡，油滴P仍保持静止状态，不可能做匀加速直线运动，B第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关错误；给油滴P一个初速度时，若速度方向垂直纸面，洛伦兹力为零，油滴P所受合外力为零，则油滴P将垂直纸面做匀速直线运动，故C错误；同理给油滴P的初速度平
15、行纸面的任何方向时，重力和电场力的合力为零，油滴P相当于只受到洛伦兹力作用，将做匀速圆周运动，D正确答案D第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关例2(2012天津理综)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义如图8311所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I.不考虑离子重力及离子间的相互作用思维方法 与组合场有关的科技问题第八章磁场物理菜单抓
16、纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关思维方法解决带电粒子在电磁场中运动的实际问题要遵循如下思维过程：第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【跟踪训练】3电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的电子束经过电压为U的加速电场后
17、，进入一圆形匀强磁场区，如图8312所示，磁场方向垂直于圆面磁场区的中心为O，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B应为多少？第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关1在如图8313所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力)，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是随堂演练达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法
18、突破考点达标训练技能过关解析电子若沿水平方向向右做直线运动，则电子所受合力应为零或合力沿水平方向，故B、C正确答案BC第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2(2013海口模拟)如图8314所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束则下列判断正确的是第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关A这三束正
19、离子的速度一定不相同B这三束正离子的比荷一定不相同Ca、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bD若将这三束离子改为带负电而其他条件不变则仍能从d孔射出第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关解析因为三束正离子在两极板间都沿直线运动，电场力大小等于洛伦兹力，可以判断三束正离子的速度一定相同，且电场方向一定由a指向b，A错误，C正确；在右侧磁场中三束正离子做圆周运动的半径不同，可知这三束正离子的比荷一定不相同，B正确；若将这三束离子改为带负电而其他条件不变，则由受力分析可知，三束离子在两板间仍做匀速直线运动，仍能从d孔射出，D正确答案BCD第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础
20、剖题探法突破考点达标训练技能过关3(2013衡水一中月考)如图8315所示，一个质量为m、电荷量为q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图8316中的第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关解析带电圆环在磁场中受到向上的洛伦兹力，当重力与洛伦兹力大小相等时，圆环将做匀速直线运动，A正确；当洛伦兹力大于重力时，圆环受到摩擦力的作用，并且随着速度的减小而减小，圆环将做加速度减小的减
21、速运动，最后做匀速直线运动，D正确；如果重力大于洛伦兹力，圆环也受摩擦力作用，且摩擦力越来越大，圆环将做加速度增大的减速运动，故B、C错误答案AD第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关4(2013启东中学模拟)在长方形abcd区域内有正交的电磁场，abbc/2L，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去磁场，则粒子从c点射出；若撤去电场，则粒子将(重力不计)A从b点射出B从b、P间某点射出C从a点射出D从a、b间某点射出第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案C第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关课下作业本讲结束请按ESC键返回
