微講座八帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)軌跡分析ppt課件

1、“微講座微講座(八八)帶電粒子在復(fù)合場中帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)軌跡分析的運(yùn)動(dòng)軌跡分析第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)是歷年高考中的壓軸題帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)是歷年高考中的壓軸題,所以明確粒所以明確粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、類型及斷定方法對(duì)于問題的處理至關(guān)重要子的運(yùn)動(dòng)軌跡、類型及斷定方法對(duì)于問題的處理至關(guān)重要.第八章磁場第八章磁場2運(yùn)動(dòng)條件運(yùn)動(dòng)條件處理思緒處理思緒(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)：粒子遭到的合場力為零，用平衡條件列勻速直線運(yùn)動(dòng)：粒子遭到的合場力為零，用平衡條件列方程方程(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)：普通情況下，帶電粒子沿電場線進(jìn)入勻變速直線運(yùn)動(dòng)：普通情況下，帶電粒子沿電場線

2、進(jìn)入勻強(qiáng)電場，且只受電場力作用，用動(dòng)力學(xué)公式或動(dòng)能定理勻強(qiáng)電場，且只受電場力作用，用動(dòng)力學(xué)公式或動(dòng)能定理列方程列方程(3)類平拋運(yùn)動(dòng)：帶電粒子垂直電場線進(jìn)入勻強(qiáng)電場，且只類平拋運(yùn)動(dòng)：帶電粒子垂直電場線進(jìn)入勻強(qiáng)電場，且只受電場力作用，用運(yùn)動(dòng)的合成和分解加以處理受電場力作用，用運(yùn)動(dòng)的合成和分解加以處理第八章磁場第八章磁場(4)勻速圓周運(yùn)動(dòng)：帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，且只受洛勻速圓周運(yùn)動(dòng)：帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，且只受洛倫茲力，用牛頓第二定律列方程帶電粒子垂直磁場進(jìn)入倫茲力，用牛頓第二定律列方程帶電粒子垂直磁場進(jìn)入正交的磁場、電場、重力場區(qū)域，列重力與電場力平衡方程正交的磁場、電場、重力場區(qū)域，列

3、重力與電場力平衡方程和洛倫茲力提供向心力方程和洛倫茲力提供向心力方程(5)變加速曲線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子在疊加場中做曲線運(yùn)動(dòng)的過程變加速曲線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子在疊加場中做曲線運(yùn)動(dòng)的過程中中,洛倫茲力的大小和方向均發(fā)生變化洛倫茲力的大小和方向均發(fā)生變化.普通列動(dòng)能定理方程普通列動(dòng)能定理方程.帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)時(shí)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)時(shí),是上述兩種或三種運(yùn)動(dòng)的組合是上述兩種或三種運(yùn)動(dòng)的組合,因因此要分段加以研討，關(guān)鍵弄清粒子從一區(qū)域進(jìn)入另一區(qū)域時(shí)此要分段加以研討，關(guān)鍵弄清粒子從一區(qū)域進(jìn)入另一區(qū)域時(shí)的位置、速度大小和方向的位置、速度大小和方向第八章磁場第八章磁場 如下圖，一個(gè)帶負(fù)電的粒子沿磁場邊境從如下圖

4、，一個(gè)帶負(fù)電的粒子沿磁場邊境從A點(diǎn)射點(diǎn)射 出出,粒子質(zhì)量為粒子質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q，其中區(qū)域，其中區(qū)域、內(nèi)的勻強(qiáng)磁內(nèi)的勻強(qiáng)磁場寬為場寬為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，區(qū)域，區(qū)域?qū)捯矠閷捯矠閐，粒子從，粒子從A點(diǎn)射出點(diǎn)射出后經(jīng)過后經(jīng)過、區(qū)域后能回到區(qū)域后能回到A點(diǎn)，不計(jì)粒子重力點(diǎn)，不計(jì)粒子重力.第八章磁場第八章磁場(1)求粒子從求粒子從A點(diǎn)射出到回到點(diǎn)射出到回到A點(diǎn)閱歷的時(shí)間點(diǎn)閱歷的時(shí)間t.(2)假設(shè)在區(qū)域假設(shè)在區(qū)域內(nèi)加一程度向左的勻強(qiáng)電場且區(qū)域內(nèi)加一程度向左的勻強(qiáng)電場且區(qū)域的磁感的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)閼?yīng)強(qiáng)度變?yōu)?B，粒子也能回到，粒子也能回到A點(diǎn)，求電場強(qiáng)度點(diǎn)，求電場強(qiáng)度E的大小的大小(

5、3)假設(shè)粒子經(jīng)假設(shè)粒子經(jīng)、區(qū)域后前往到區(qū)域區(qū)域后前往到區(qū)域前的瞬間使區(qū)前的瞬間使區(qū)域域的磁場反向且磁感應(yīng)強(qiáng)度減半，那么粒子的出射點(diǎn)距的磁場反向且磁感應(yīng)強(qiáng)度減半，那么粒子的出射點(diǎn)距A點(diǎn)的間隔為多少？點(diǎn)的間隔為多少？第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場答案答案見解析見解析第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場丙丙第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場答案答案(1)7.2103 N/C(2)4 cm(3)3.86104 s第八章磁場第八章磁場 (2019高考福建卷高考福建卷)如圖甲，空間存在一范圍足夠大如圖甲，空間存在一范圍足夠大的

6、垂直于的垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.讓讓質(zhì)量為質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q(q0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿沿xOy平面平面以不同的初速度大小和方向入射到該磁場中不計(jì)重力和粒以不同的初速度大小和方向入射到該磁場中不計(jì)重力和粒子間的影響子間的影響第八章磁場第八章磁場(1)假設(shè)粒子以初速度假設(shè)粒子以初速度v1沿沿y軸正向入射，恰好能經(jīng)過軸正向入射，恰好能經(jīng)過x 軸上的軸上的A(a，0)點(diǎn)，求點(diǎn)，求v1的大小的大小(2)知一粒子的初速度大小為知一粒子的初速度大小為v(vv1)，為使該粒子能經(jīng)過，為使該粒子能經(jīng)過A(a，0)點(diǎn)點(diǎn),

7、其入射角其入射角(粒子初速度與粒子初速度與x軸正向的夾角軸正向的夾角)有幾個(gè)有幾個(gè)?并求并求出對(duì)應(yīng)的出對(duì)應(yīng)的sin 值值(3)如圖乙，假設(shè)在此空間再參與沿如圖乙，假設(shè)在此空間再參與沿y軸正向、大小為軸正向、大小為E的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)電場電場,一粒子從一粒子從O點(diǎn)以初速度點(diǎn)以初速度v0沿沿y軸正向發(fā)射研討闡明：粒軸正向發(fā)射研討闡明：粒子在子在xOy平面內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng)，且在任一時(shí)辰，粒子速度的平面內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng)，且在任一時(shí)辰，粒子速度的x分量分量vx與其所在位置的與其所在位置的y坐標(biāo)成正比，比例系數(shù)與場強(qiáng)大小坐標(biāo)成正比，比例系數(shù)與場強(qiáng)大小E無關(guān)求該粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度值無關(guān)求該粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速

8、度值vm.第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場1(2019鄭州質(zhì)檢鄭州質(zhì)檢)如下圖，中軸線如下圖，中軸線PQ將矩形區(qū)域?qū)⒕匦螀^(qū)域MNDC分分成上、下兩部分，上部分充溢垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，下成上、下兩部分，上部分充溢垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，下部分充溢垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度皆為部分充溢垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度皆為B.一質(zhì)一質(zhì)量為量為m、帶電荷量為、帶電荷量為q的帶正電的粒子從的帶正電的粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場，速度點(diǎn)進(jìn)入磁場，速度與邊與邊MC的夾角的夾角30.MC邊長為邊長為a，MN邊長為邊長為8a，不計(jì)粒，不計(jì)粒

9、子重力求：子重力求：第八章磁場第八章磁場(1)假設(shè)要該粒子不從假設(shè)要該粒子不從MN邊射出磁場，其速度最大是多少；邊射出磁場，其速度最大是多少；(2)假設(shè)要求該粒子恰從假設(shè)要求該粒子恰從Q點(diǎn)射出磁場，其在磁場中的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)點(diǎn)射出磁場，其在磁場中的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間最少是多少間最少是多少第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場2. (2019襄陽調(diào)研襄陽調(diào)研)如下圖，圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)如下圖，圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)O、半徑為、半徑為R的圓的圓將將xOy平面分為兩個(gè)區(qū)域，即圓內(nèi)區(qū)域平面分為兩個(gè)區(qū)域，即圓內(nèi)區(qū)域和圓外區(qū)域和圓外區(qū)域.區(qū)域區(qū)域內(nèi)有方向垂直于內(nèi)有方向垂直于xOy平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度

10、為B1的勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場.平平行于行于x軸的熒光屏垂直于軸的熒光屏垂直于xOy平面平面,放置在放置在y2.2R的位置的位置.一一束質(zhì)量為束質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q、動(dòng)能為、動(dòng)能為E0的帶正電的粒子從坐標(biāo)為的帶正電的粒子從坐標(biāo)為(R，0)的的A點(diǎn)沿點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域軸正方向射入?yún)^(qū)域，當(dāng)區(qū)域，當(dāng)區(qū)域內(nèi)無磁場內(nèi)無磁場時(shí)，粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為時(shí)，粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為(0，2.2R)的的M點(diǎn)，且此點(diǎn)，且此時(shí)，假設(shè)將熒光屏沿時(shí)，假設(shè)將熒光屏沿y軸負(fù)方向平移，粒子打在熒光屏上的位軸負(fù)方向平移，粒子打在熒光屏上的位置不變置不變第八章磁場第八章磁場假設(shè)在區(qū)域假設(shè)在區(qū)域內(nèi)加上方向垂直于內(nèi)加

11、上方向垂直于xOy平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場，上述粒子仍從的勻強(qiáng)磁場，上述粒子仍從A點(diǎn)沿點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域軸正方向射入?yún)^(qū)域，那，那么粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為么粒子全部打在熒光屏上坐標(biāo)為(0.4R，2.2R)的的N點(diǎn)求：點(diǎn)求：第八章磁場第八章磁場(1)打在打在M點(diǎn)和點(diǎn)和N點(diǎn)的粒子的運(yùn)動(dòng)速度點(diǎn)的粒子的運(yùn)動(dòng)速度v1、v2的大??；的大??；(2)B1、B2的大小和方向；的大小和方向；(3)假設(shè)將區(qū)域假設(shè)將區(qū)域中的磁場撤去，換成平行于中的磁場撤去，換成平行于x軸的勻強(qiáng)電場軸的勻強(qiáng)電場，仍從，仍從A點(diǎn)沿點(diǎn)沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域軸正方向射入?yún)^(qū)域的粒子恰好也打在熒光屏的粒子恰好也打在熒光屏的的N點(diǎn)，那么電場的場強(qiáng)為多大？點(diǎn)，那么電場的場強(qiáng)為多大？第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場答案答案見解析見解析第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章磁場第八章