帶電粒子在復合場中的運動

1、.華沖中學高三物理第二輪復習導學案帶電粒子在復合場中的運動姓名 學號 班級 一、 考情分析：縱觀近幾年各種形式的高考試題，題目一般是運動情景復雜、綜合性強，多把場的性質(zhì)、運動學規(guī)律、牛頓運動定律、功能關(guān)系以及交變電場等知識有機地結(jié)合，題目難度中等偏上，對考生的空間想像能力、物理過程和運動規(guī)律的綜合分析能力，及用數(shù)學方法解決物理問題的能力要求較高，題型有選擇題，填空題、作圖及計算題，涉及本部分知識的命題也有構(gòu)思新穎、過程復雜、高難度的壓軸題。二、知識要點回顧：三種場力的特點（1）重力的大小為，方向豎直向下重力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的質(zhì)量有關(guān)外，還與始末位置的高度差有關(guān)。（2）電場力的

2、大小為，方向與電場強度E及帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)有關(guān)，電場力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的電荷量有關(guān)外，還與始末位置的電勢差有關(guān)。（3）洛倫茲力的大小跟速度與磁場方向的夾角有關(guān)，當帶電粒子的速度與磁場方向平行時F=0；當帶電粒子的速度與磁場方向垂直時，洛倫茲力的方向垂直于速度v和磁感應(yīng)強度B所決定的平面。無論帶電粒子做什么運動，洛倫茲力都不做功。但重力、電場力可能做功而引起帶電粒子能量的轉(zhuǎn)化。【典型例題】類型一：帶電粒子在復合場中的直線運動例題1：如圖所示，足夠長的光滑絕緣斜面與水平面間的夾角為，放在水平方向的勻強電場和勻強磁場中，電場強度E=50 V/m，方向水平向左，磁場方向垂直紙面

3、向外一個電荷量C，質(zhì)量m = 0. 40 kg的光滑小球，以初速度=20 m/s從斜面底端向上滑，然后又下滑，共經(jīng)過3s脫離斜面。求磁場的磁感應(yīng)強度。（g取10）變式1：如圖所示，在互相垂直的水平方向的勻強電場（E已知）和勻強磁場（B已知）中，有一固定的豎直絕緣桿，桿上套有一個質(zhì)量為m，電荷量為q的小球，它們之間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)由靜止釋放小球，試分析小球運動的加速度和速度的變化情況，并求出最大速度。（）類型二：帶電粒子在分區(qū)域組合場中的運動例題2： 在平面直角坐標系xOy中，第象限存在沿y軸負方向的勻強電場，第象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正

4、電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成60°角射入磁場，最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場，如圖58所示不計粒子重力，求：(1)M、N兩點間的電勢差UMN；(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑r；(3)粒子從M點運動到P點的總時間t.變式2：如圖9甲所示,在空間存在一個變化的電場和一個變化的磁場,電場的方向水平向右(圖甲中由B到C),電場強度的大小隨時間變化的情況如圖乙所示;磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強度大小隨時間變化的情況如圖丙所示.在t=1 s時,從A點沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一個粒子(不計重力),并在此

5、之后,每隔2 s有一個相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,射出的粒子均能擊中C點.若AB=BC=l,且粒子由A運動到C的時間均小于1 s.不計空氣阻力及電場、磁場變化帶來的影響,則以下說法正確的是（ ）A.磁場方向垂直紙面向外B.電場強度E0和磁感應(yīng)強度B0的比值E0/B0=2v0C.第一個粒子由A運動到C所經(jīng)歷的時間t1=D.第二個粒子到達C點的動能等于第一個粒子到達C點的動能類型三：帶電粒子復合場中的運動例題3： 如圖510所示的坐標系，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi)，既無電場也無磁場，在第三象限，存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xy平面(紙面)向里的勻

6、強磁場，在第四象限，存在沿y軸負方向、場強大小與第三象限電場場強相等的勻強電場一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點，從y軸上yh處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負方向進入第二象限然后經(jīng)過x軸上x2h處的P2點進入第三象限，帶電質(zhì)點恰好能做勻速圓周運動之后經(jīng)過y軸上y2h處的P3點進入第四象限已知重力加速度為g.試求：(1)粒子到達P2點時速度的大小和方向(2)第三象限空間中電場強度和磁感應(yīng)強度的大小(3)帶電質(zhì)點在第四象限空間運動過程中最小速度的大 小和方向變式3; (12分)如圖12所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強電場，在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，一絕

7、緣彎桿由兩段直桿和一段半徑為R的半圓環(huán)組成，固定在紙面所在的豎直平 面內(nèi)，PQ、MN水平且足夠長，半圓環(huán)PAM在磁場邊界左側(cè)，P、M點在磁場邊界線上，NMAP段是光滑的，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電荷量q的小環(huán)套在MN桿上，它所受電場力為重力的倍，當在M右側(cè)D點由靜止釋放小環(huán)時，小環(huán)剛好能達到P點(1)求DM間距離x0；(2)求上述過程中小環(huán)第一次通過與O等高的A點時彎桿對小環(huán)作用力的大小；(3)若小環(huán)與PQ間動摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，且<)，現(xiàn)將小環(huán)移至M點右側(cè)4R處由靜止開始釋放，求小環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功四隨堂鞏固：如圖所示，K與虛線MN之間是加速電場，虛線MN與PQ之間是勻強電場，虛線PQ與熒光屏之間是勻強磁場，且MN、PQ與熒光屏三者互相平行，電場和磁場的方向如圖所示。圖中A點與O點的連線垂直于熒光屏，一帶正電的粒子從A點離開加速電場，速度方向垂直于偏轉(zhuǎn)電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進入勻強磁場，最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上。已知電場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電壓與