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专题12.3 带电粒子在组合场 叠加场和交变电、磁场中的运动 学案(原卷版+解析版) 2024年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考通用)

日期:2024-11-01 科目:物理 类型:高中学案 查看:43次 大小:3977336B 来源:二一课件通
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    中小学教育资源及组卷应用平台 专题12.3 带电粒子在组合场 叠加场和交变电、磁场中的运动 1.物理观念:组合场、叠加场。 (1).掌握带电粒子在组合场中的运动规律和分析思路学会处理磁场和磁场组合、电场和磁场组合带电粒子运动问题. (2).了解叠加场的特点,会处理带电粒子在叠加场中的运动问题。 2.科学思维: 牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律、类平抛运动的规律、圆周运动的规律。 3.情感态度价值观: 通过学习常见的电子仪器体会洛伦兹的科技应用。 【知识点一】带电粒子在组合场中的运动 1.带电粒子在组合场中运动的分析思路 ⑴分阶段(分过程)按照时间顺序和进入不同的区域分成几个不同的阶段; ⑵受力分析和运动分析,主要涉及两种典型运动,如下: ←←←→→→ ⑶用规律 →→→→ → 2.解题步骤 (1)找关键点:确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键. (2)画运动轨迹:根据受力分析和运动分析,大致画出粒子的运动轨迹图,有利于形象、直观地解决问题. 题型一 磁场与磁场的组合 【技巧总结】磁场与磁场的组合问题实质就是两个有界磁场中的圆周运动问题,带电粒子在两个磁场中的速度大小相同,但轨迹半径和运动周期往往不同.解题时要充分利用两段圆弧轨迹的衔接点与两圆心共线的特点,进一步寻找边角关系. (2023 静海区校级模拟)如图1所示,在无限长的竖直边界NS和MT间上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=B和B2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,P、Q点距KL高为d,NS和MT间距为5d。质量为m、带电量为+q的粒子从粒子源飘出(初速度视为0),经电场加速后从P点垂直于S边界射入磁场区域,粒子源单位时间内发出的粒子数恒定,加速电压u如图2所示周期性变化,重力忽略不计,粒子在电场中加速时间极短可忽略不计,不考虑粒子间相互作用力与碰撞,粒子运动到与边界相切时仍能返回磁场。(题中可认为sin37°=0.6,sin53°=0.8) (1)在t进入电场的粒子恰好能垂直KL经过磁场边界,求加速电压的最大值U0; (2)当加速电压为U1时,粒子恰好不从NS边界飞出,求U1的值; (3)求在时间0~T内发射的粒子中,从NS边界飞出的粒子数占总粒子数的比例η; (4)若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子在磁场区域可能的运动时间。 (2023 和平区校级模拟)图甲是中华太极图,生动地表示了宇宙万物的结构及运动规律,她人类文明的无价之宝。图乙是大圆O内及圆周上有磁感应强度大小为B,方向相反的匀强磁场太极图。两个半圆的圆心O’,O’在圆O的同一直径MN上,半圆直径均为圆O的半径R。曲线MON左侧的磁场方向垂直直面向外。质量为m,电荷量为q的质子(不计重力),以某初速度从N点沿纸面与NM夹角θ=30°射入右侧磁场,恰好通过O点进入左侧磁场,并从M点射出。 (1)求质子的初速度大小v1; (2)求质子从N点运动到M点所用的时间t0; (3)若θ=90°,曲线MON上的磁场方向垂直纸面向里,要使质子不进入曲线MON左侧磁场中,求质子速度的大小范围。 题型二 电场与磁场的组合 【技巧总结】1.带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动,然后垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动,如图 2.带电粒子先在匀强电场中做类平抛运动,然后垂直进入磁场做匀速圆周运动,如图 (2023 井冈山市一模)如图所示,金属板M、N正对水平放置,相距为d,绝缘水平挡板P与M、N的尺寸相同,N接地(接地电势为零),M板的电势为φ(φ>0),N、P间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B;质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子自N的左上方、距离N为h的位置由静止释放,通过小孔S后粒子恰好不能打到挡板P上,不计粒子重力,则粒子 ... ...

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