高中物理選修3-1第三章微型專(zhuān)題9帶電粒子在組合場(chǎng)、疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-教師版

1、 半徑為r,由幾何關(guān)系知Asin喳2小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v,有qvB = mr-由速度的合成與分解知v0=cos運(yùn)由式得V0 =由式得V0 =qBL宙2mtan 6此(3)設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy,它與水平分速度的關(guān)系為vy= votan丘)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v/ = 2gh2B2. 2由式得仁q8m10.如圖10所示xOy坐標(biāo)系，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第一、第四象限內(nèi) 分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向如圖所示.現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為 m、電荷量為+ q的帶電粒子在該平面內(nèi)從 x軸上的P點(diǎn)，以垂直于X軸的初速度vo進(jìn)入勻

2、強(qiáng)電場(chǎng)，恰好經(jīng)過(guò) y軸上的Q點(diǎn)且與y軸成45。角射出電場(chǎng)，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入第四象限的磁場(chǎng).已知 OP之間的距離為d(不計(jì)粒子的重力).求：圖10O點(diǎn)到Q點(diǎn)的距離；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)帶電粒子自進(jìn)入電場(chǎng)至在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)過(guò)x軸所用的時(shí)間.答案(1)2dmvo(2)答案(1)2dmvo(2)2qd7兀+ 4 d2 V0解析(1)設(shè)Q點(diǎn)的縱坐標(biāo)為h,到達(dá)Q點(diǎn)的水平分速度為 Vx, P到Q受到的恒定的電場(chǎng)力與 初速度方向垂直，則粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則由類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知豎直方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，h=vt1水平方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度V0 +vxVxtl 22根據(jù)速度的矢量合成 tan 45 =，解得h= 2d.V0(2)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何知識(shí)可得，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑R=2&d2由牛頓第二定律得 qvB=mR,解得R= qmv由(1)可知V=一=小V0cos 45聯(lián)立解得B=myo.2qd(3)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為ti = V0在磁場(chǎng)中，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式T=2jRV在第一象限中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2 = 翳 T = 3T3608在第四象限內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3=T帶電粒子自進(jìn)入電場(chǎng)至在