關於大學聯考物理必考點之複合場資料推薦
複合場是指重力場、電場、磁場並存,或其中兩場並存。分佈方式或同一區域同時存在,或分區域存在。
複合場是高中物理中力學、電磁學綜合問題的高度集中。既體現了運動情況反映受力情況、受力情況決定運動情況的思想,又能考查電磁學中的重點知識,因此,近年來這類題備受青睞。
通過上表可以看出,由於複合場的綜合性強,覆蓋考點較多,預計在201x年大學聯考(微博)中仍是一個熱點。
複合場的出題方式:
複合場可以圖文形式直接出題,也可以與各種儀器(質譜儀,迴旋加速器,速度選擇器等)相結合考查。
一、重力場、電場、磁場分區域存在(例如質譜儀,迴旋加速器)
此種出題方式要求熟練掌握平拋運動、類平拋運動、圓周運動的基本公式及解決方式。
重力場:平拋運動
電場:1.加速場:動能定理2.偏轉場:類平拋運動或動能定理
磁場:圓周運動
二、重力場、電場、磁場同區域存在(例如速度選擇器)
帶電粒子在複合場做什麼運動取決於帶電粒子所受合力及初速度,因此,把帶電粒子的運動情況和受力情況結合起來分析是解決此類問題的關鍵。
(一)若帶電粒子在複合場中做勻速直線運動時應根據平衡條件解題,例如速度選擇器。則有Eq=qVB
(二)當帶電粒子在複合場中做圓周運動時,
則有Eq=mgqVB=mv2/R
(201x年天津10題)如圖所示,直角座標系xOy位於豎直平面內,在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應爲B,方向垂直xOy平面向裏,電場線平行於y軸。一質量爲m、電荷量爲q的帶正電的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經x軸上的M點進入電場和磁場,恰能做勻速圓周運動,從x軸上的N點第一次離開電場和磁場,MN之間的距離爲L,小球過M點時的.速度方向與x軸的方向夾角爲θ。不計空氣阻力,重力加速度爲g,求
(1)電場強度E的大小和方向;
(2)小球從A點拋出時初速度v0的大小;
(3)A點到x軸的高度h。
解析:本題考查平拋運動和帶電
小球在複合場中的運動。小球先做平拋再做圓周運動
(1)小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運動,說明電場力和重力平衡(恆力不能充當圓周運動的向心力),有Eq=mg得E=mg/q
重力的方向豎直向下,電場力方向只能向上,由於小球帶正電,所以電場強度方向豎直向上。
(2)小球做勻速圓周運動,O′爲圓心,MN爲弦長,O′爲M點速度垂線與MN中垂線的交點。設半徑爲R,由幾何關係知L/2R=sinθ
小球做勻速圓周運動的向心力由洛侖茲力提供向心力,設小球做圓周運動的速率爲v,有qVB=mV2/R由速度的合成與分解知
V0/V=cosθ
得V0=qBL/2mtanθ
(3)設小球到M點時的豎直分速度爲Vy,它與水平分速度的關係爲
Vy=V0×tanθ
由勻變速直線運動規律
V2=2gh
得h=q2B2L2/8gm2
(三)當帶電粒子在複合場中做非勻變速曲線運動時,應用動能定理或能量守恆解決。
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