2024-2025学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册 第一章 磁场对电流的作用 专题强化6 带电粒子在叠加场中的运动 课件

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DIYIZHANG第一章专题强化6　带电粒子在叠加场中 的运动 1.掌握带电粒子在叠加场中运动的常见情景(重点)。2.会分析其受力情况和运动情况，能正确运用物理规律解决问题(难点)。 学习目标如图所示，思考以下问题：(1)图甲中若小球做匀速圆周运动说明了 充当向心力，除洛伦兹力外其他力的合力为 ，即此时重力与电场力二力平衡。(2)图乙中若小球做直线运动，则小球一定做 ，即小球受到的合力为零，即重力和电场力及洛伦兹力三力处于 。洛伦兹力零匀速直线运动平衡状态1.叠加场电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存。2.带电粒子在叠加场中常见的几种运动形式提炼·总结 一、带电粒子在叠加场中的直线运动二、带电粒子在叠加场中的圆周运动专题强化练 内容索引三、带电粒子在叠加场中的一般曲线运动带电粒子在叠加场中的直线运动一 √ 返回二带电粒子在叠加场中的圆周运动 √√  (2023·成都市高二期末)如图，直角坐标系xOy处于竖直平面内，x轴沿水平方向，在x轴上方存在水平向右的匀强电场E1，在x轴下方存在竖直向上的匀强电场E2和垂直纸面向外的匀强磁场，匀强电场的电场强度大小E1=E2=4.5 N/C，在坐标为(-0.4 m，0.4 m)的A(图中未标出)点处将一带正电小球(可视为质点)由静止释放，小球沿直线AO第一次穿过x轴，小球第三次经过x轴时恰好再次经过O点，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)小球的比荷及小球第一次穿过x轴时的速度大小；  (2)小球从释放到第三次经过x轴所经历的时间。   返回三带电粒子在叠加场中的一般曲线运动　(多选)空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点。不计离子的重力，电场和磁场范围足够大，则A.该离子带负电B.A、B两点位于同一高度C.到达C点时离子速度最大D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点√√离子开始仅受到电场力作用由静止开始向下运动，可知离子受到的电场力方向向下，与电场方向同向，则该离子带正电，A错误；洛伦兹力不做功，从A到B，动能变化为零，根据动能定理知，电场力做功为零，A、B两点等电势，因为该电场是匀强电场，所以A、B两点位于同一高度，B正确；根据动能定理知，离子从A到C电场力做正功，离子到达C点时电场力做功最多，则速度最大，C正确；离子在B点的状态与A点的状态(速度为零，电势能相等)相同，离子将在B点的右侧重复前面的曲线运动，不可能沿原曲线返回A点，D错误。返回四专题强化练1.(多选)如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，垂直纸面向里的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成β角，且α>β，则下列说法中正确的是A.液滴一定做匀速直线运动B.液滴一定带正电C.电场线方向一定斜向上D.液滴有可能做匀变速直线运动123456789基础强化练√√√123456789液滴受重力、电场力、洛伦兹力的共同作用而做直线运动，若液滴做匀变速直线运动，重力和电场力为恒力，洛伦兹力随速度变化而变化，液滴不能沿直线运动，故液滴做匀速直线运动，合力为零，由题图可知液滴只有带正电才能受力为零从而做匀速直线运动，此时电场线方向必斜向上，故A、B、C正确，D错误。2.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是A.ma>mb>mcB.mb>ma>mcC.mc>ma>mbD.mc>mb>ma123456789√123456789设三个带正电微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，则mag=qE①b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则mbg=qE+qvbB②c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则mcg+qvcB=qE③比较①②③式得：mb>ma>mc，选项B正确。 123456789√123456789  123456789√√123456789 123456789 5.如图所示，空间存在足够大的竖直向上的匀强电场和水平的匀强磁场(垂直纸面向里)。一带正电的小球(可视为质点)从O点由静止释放后，运动轨迹如图中曲线OPQ所示，其中P为运动轨迹中的最高点，Q为与O同一水平高度的点。下列关于该带电小球运动的描述，正确的是A.小球在运动过程中受到的洛伦兹力先增大后减小B.小球在运动过程中电势能先增加后减少C.小球在运动过程中机械能守恒D.小球到Q点后将沿着曲线QPO回到O点123456789√能力综合练小球由静止开始向上运动，可知电场力大于重力，在运动的过程中，洛伦兹力不做功，电场力和重力的合力先做正功后做负功，根据动能定理知，小球的速度先增大后减小，则小球受到的洛伦兹力先增大后减小，故A正确；小球在运动的过程中，电场力先做正功后做负功，则电势能先减少后增加，故B错误；小球在运动的过程中，除重力做功以外，电场力也做功，机械能不守恒，故C错误；小球到Q点后，将重复之前的运动，不会沿着曲线QPO回到O点，故D错误。1234567896.(2023·成都市高二期末)如图，足够长的绝缘竖直杆处于正交的匀强电磁场中，电场方向水平向左，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的小圆环套在杆上(环内径略大于杆的直径)无初速度下滑。若重力加速度大小为g，圆环与杆之间的动摩擦因数为μ(μqE0)的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的匀速圆周运动。(重力加速度大小为g)(1)求此区域内电场强度的大小和方向；123456789 123456789 (2)若某时刻微粒运动到距地面高度为H的P点，速度与水平方向成45°角，如图所示，则该微粒至少需要经过多长时间才能运动到距地面最高点？最高点距地面多高？123456789 123456789  123456789  123456789(2)匀强电场的电场强度E的大小；123456789  123456789(3)带电小环从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做的功之比。123456789答案　4∶9 1234567899.(2022·全国甲卷)空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是123456789尖子生选练√123456789在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转，A、C错误；运动的过程中电场力对带电粒子做功，粒子速度大小发生变化，粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。由于匀强电场方向是沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开始到带电粒子偏转再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度为0，随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转，B正确，D错误。返回