第二課 帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)

第2課帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)題型一、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)例1如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖．若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)粒子速率較大B．b粒子速率較大C．b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長D．a(chǎn)、b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長?變式訓(xùn)練1．(2015·新課標(biāo)Ⅰ)兩相鄰的勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同，方向平行．一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子(不計(jì)重力)，從較強(qiáng)磁場區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場區(qū)域后，粒子的(D)A．軌道半徑減小，角速度增大B．軌道半徑減小，角速度減小C．軌道半徑增大，角速度增大D．軌道半徑增大，角速度減小題型二、帶電粒子在有勻強(qiáng)磁場中的臨界問題方法點(diǎn)撥：解決帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界問題時(shí)應(yīng)該注意三種幾何關(guān)系：(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切．(2)當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率v一定時(shí)，粒子經(jīng)過的弧長(或弦長)越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長．(3)當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率v變化時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大，其在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長．題型三、帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)例3(2015·福建高考)如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng)．A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g.(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC.(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf.(3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)．已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vP.方法點(diǎn)撥：帶電粒子在組合場中運(yùn)動(dòng)的處理方法不論帶電粒子是先后在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，還是先后在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)．解決方法如下：(1)分別研究帶電粒子在不同場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，若垂直勻強(qiáng)磁場方向進(jìn)入，則做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)電場中，若速度方向與電場方向在同一直線上，則做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，若進(jìn)入電場時(shí)的速度方向與電場方向垂直，則做類平拋運(yùn)動(dòng)．根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別求解．(2)帶電粒子經(jīng)過磁場區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾