高三復(fù)習(xí)復(fù)合場(chǎng)課件

1、直線邊界（進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性）2、平行邊界（存在臨界條件）3、圓形邊界（沿徑向射入必沿徑向射出）注意：①?gòu)囊贿吔缟淙氲牧Ｗ樱瑥耐贿吔缟涑鰰r(shí)，速度與邊界的夾角（弦切角）相等。②帶電粒子沿徑向射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，必從徑向射出。③關(guān)注幾種常見(jiàn)圖形的畫法，如圖所示：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)分析2．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(1)當(dāng)帶電粒子所受合外力為零時(shí)，將在復(fù)合場(chǎng)中靜止或做

運(yùn)動(dòng)．(2)

電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存，帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必然由洛倫茲力提供向心力，而重力和電場(chǎng)力平衡。一、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．復(fù)合場(chǎng)：、

和重力場(chǎng)并存或兩種場(chǎng)并存，或分區(qū)域存在．粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，要考慮

、

的作用，有時(shí)也要考慮重力的作用．電場(chǎng)磁場(chǎng)電場(chǎng)力磁場(chǎng)力勻速直線如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來(lái)加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出．P209例1解：（1）質(zhì)子在加速電場(chǎng)中由靜止加速，根據(jù)動(dòng)能定理有：Ek=eU

如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)后進(jìn)入粒子速度選擇器，選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向右。已知帶電粒子能夠沿直線穿過(guò)速度選擇器，從G點(diǎn)垂直MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為邊界、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片的H點(diǎn)?？蓽y(cè)量出G、H間的距離為l。帶電粒子的重力可忽略不計(jì)。求

（1）粒子從加速電場(chǎng)射出時(shí)速度ν的大小。

（2）粒子速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B1的大小和方向。

（3）帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的G點(diǎn)到H點(diǎn)的距離。

P209例2解;（1）設(shè)帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理：解得：

（2）帶正電粒子以速度v進(jìn)入相互垂直的電、磁場(chǎng)做直線運(yùn)動(dòng)，受到水平向右的電場(chǎng)力qE，水平向左的洛倫茲力qvB1，用左手定則可判斷磁場(chǎng)B1方向垂直紙面向外。由

可解得：

qEqvB1（3）粒子以速度v從G進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，受到洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)照相底片的H點(diǎn)，洛倫茲力提供了粒子運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)牛頓第二定律，可得

將（1）中的v代入，可解得：G點(diǎn)到H點(diǎn)的距離是:

2在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖所示．不計(jì)粒子重力，求：(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.P2123(1)設(shè)粒子過(guò)N點(diǎn)時(shí)速度v，有

v=2v0②=cosq①粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程，有qUMN=mv2-

③UMN=④(2)粒子在磁場(chǎng)中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為O′N，有qvB=⑤r=⑥1200

如圖所示，在xOy平面內(nèi)，第Ⅰ象限中有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿y軸正方向，在x軸的下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向里．今有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子(不計(jì)重力)，從y軸上的A點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)．經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿著x軸C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)A.求：P2124A×××××××××××××××××C（1)粒子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B

磁流體發(fā)電機(jī)如圖所示：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷．下述說(shuō)法正確的是(

)P2131A．A板帶正電B．有電流從b經(jīng)用電器流向aC．金屬板A、B間的電場(chǎng)方向向下D．等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受的洛倫茲力大于所受的電場(chǎng)力解析：據(jù)左手定則判斷帶正電微粒向下偏轉(zhuǎn)，故B極帶正電，即B極電勢(shì)高，電流從b流向a，電場(chǎng)方向向上．答案：BDBD+-+++---電源如圖(b)，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，正負(fù)離子分別到達(dá)B、A極板，(B板為電源正極，故電流方向從B經(jīng)R到A)使A、B板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，并在電場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn)減弱，直至當(dāng)?shù)入x子體不發(fā)生偏轉(zhuǎn)即勻速穿過(guò)時(shí)，有qvB＝Eq.AB兩板間U＝Ed＝Bdv根據(jù)全電路歐姆定律得：I＝Bdv/R.解：（1）離子在平行板內(nèi)勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此有

又

解得離子在平行板內(nèi)的速度為

（2）如圖為離子在第I象限磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，由幾何關(guān)系得，軌跡半徑為

軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為

運(yùn)動(dòng)周期為

運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

（3）要使離子一定能打在x軸上，離子在磁場(chǎng)B中運(yùn)動(dòng)的最小半徑如圖所示由幾何關(guān)系

得

由

得

即

必須小于

電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)橫截面的流體的體積）.為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是如圖6所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道，其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連（圖中虛線）.圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料.現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面.當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測(cè)得的電流值.已知流體的電阻率為ρ，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為（

）A.

（bR+ρ

）

B.

(aR+ρ

)C.

(cR+ρ

)

D.

(R+ρ

)P213變式1AP213例題2時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出，求粒子運(yùn)動(dòng)加速度大小

（3）若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)射入但速度為原來(lái)的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

如圖所示，在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心，半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里．一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射人，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間從P點(diǎn)射出．

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．

（2）若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射人，經(jīng)

解：（1）設(shè)粒子從O點(diǎn)進(jìn)入是的速度為vo，由于粒子勻速直線運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力公式及共點(diǎn)力平衡條件有：qE

qvB

由勻速直線運(yùn)動(dòng)位移公式有：

聯(lián)立（1）（2)式得：

方向沿x軸正向。

（2）撤去磁場(chǎng)后，粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，xyv。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：

粒子從半圓邊界射出，故有：聯(lián)立（2)（4）（5）（6）式得：

---（1）---（2）---（3）---（4）---（5）---（6）---（7）在勻強(qiáng)電場(chǎng)中：（3）撤去電場(chǎng)后粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力。由左手定則可知，圓心

在x軸負(fù)半軸上，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。

對(duì)粒子的圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)用牛頓第二定律及洛倫茲力公式有：聯(lián)立（2)（7）（8）（9）式得：

---（9）---（10）由幾何關(guān)系可知：---（11）---（12）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：

聯(lián)立（10)（11）式得：

解：（1）小球穿過(guò)x軸后恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，畫出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖有qE=mg

mgqEO點(diǎn)處受力分析qvB可知小球

帶負(fù)電

（2）小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的速度為v，從P到O

解得：

小球穿過(guò)x軸后恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律

求出

（3）從P到O，小球第一次經(jīng)過(guò)x軸，所用時(shí)間為t1v=v0+gt1

從O到A，小球第二次經(jīng)過(guò)x軸，所用時(shí)間為t2求出t=t1+t2

=

+

（2）設(shè)P球射出電場(chǎng)時(shí)的速率為

，由動(dòng)能定理得：

即

解得：

小球P射入磁場(chǎng)后受到豎直向上的洛倫茲力作用，可能出現(xiàn)三種情況。Ⅰ．

，則小球不受摩擦力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。故摩擦力做功為零。mgqvB

+qⅡ．

，則直桿對(duì)小球有向下的壓力，小球受摩擦力減速，當(dāng)減速到洛侖茲力與重力大小相等后做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球勻速時(shí)的速度為

，則

設(shè)此過(guò)程中摩擦力做的功為W，由動(dòng)能定理得：

即

解得：

Ⅲ．

，則直桿對(duì)小球有向上的支持力，小球受摩擦力減速，最終速度減為零。則摩擦力所做的功

解得：

P213變式3如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長(zhǎng)的絕緣平板（左側(cè)有擋板），整個(gè)空間有平行于平板向右、場(chǎng)強(qiáng)為E=2N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在板上C點(diǎn)的左側(cè)有一個(gè)垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m=4×10－3kg、帶負(fù)電的小物塊，帶電荷量q=10－2C，從C點(diǎn)由靜止開(kāi)始向左先做加速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體碰到左端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間將電場(chǎng)改為豎直向下，大小不變，小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，已知平板MC部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=5m，物塊與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，求：

（1）小物塊向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf；（2）小物塊與左端擋板碰撞過(guò)程損失的機(jī)械能ΔE；（