带电粒子在复合场中的运动课件ppt.ppt
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第3讲带电粒子在复合场中的运动经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【知【知识识梳理】梳理】知知识识点点1 1带电带电粒子在复合粒子在复合场场、组组合合场场中的运中的运动动1.1.复合复合场场与与组组合合场场:复合复合场场_、_、重力、重力场场在同一区域共存在同一区域共存,或或其中两其中两场场在同一区域共存在同一区域共存组组合合场场电场电场与磁与磁场场各位于一定的区域内各位于一定的区域内,并不重并不重复复;或在同一区域分或在同一区域分时间时间段交替出段交替出现现电场电场磁磁场场经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.带电带电体在复合体在复合场场中常中常见见的几种运的几种运动动情况情况:(1)(1)静止或匀速直静止或匀速直线线运运动动:带电带电粒子在复合粒子在复合场场中所受合中所受合力力_。(2)(2)匀速匀速圆圆周运周运动动:带电带电粒子所受重力与粒子所受重力与电场电场力力_,_,_,_,洛洛伦兹伦兹力力_。(3)(3)其他其他变变加速曲加速曲线线运运动动:带电带电粒子所受合力的大小和粒子所受合力的大小和方向均方向均变变化化,且与初速度不在一条直且与初速度不在一条直线线上。上。为为零零大小相大小相等等方向相反方向相反提供向心力提供向心力经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用如如图图,匀匀强强磁磁场场垂直于垂直于纸纸面向里面向里,匀匀强强电场竖电场竖直向下。一直向下。一带负电带负电粒子从左粒子从左边边沿沿水平方向射入复合水平方向射入复合场场区域。区域。(1)(1)若不若不计计重力重力,且且qvB=Eq,qvB=Eq,粒子做粒子做_运运动动。(2)(2)若考若考虑虑重力重力,且且mg=Eq,mg=Eq,粒子做粒子做_运运动动。(3)(3)若不若不计计重力重力,且且qvBEq,qvBEq,粒子做粒子做_运运动动。匀速直匀速直线线匀速匀速圆圆周周变变速曲速曲线线经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用知知识识点点2 2带电带电粒子在复合粒子在复合场场中运中运动动的的应应用用实实例例装置装置原理原理图图规规律律质质谱谱仪仪粒子由静止被加速电场加速粒子由静止被加速电场加速qUqU_，在磁场中做匀速圆，在磁场中做匀速圆周运动周运动qvBqvB_，则比荷，则比荷_ 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用装置装置原理原理图图规规律律回旋回旋加速加速器器交流电的周期和粒子做交流电的周期和粒子做圆周运动的周期圆周运动的周期_，粒子在圆周运动过程中粒子在圆周运动过程中每次经过每次经过D D形盒缝隙都会形盒缝隙都会被加速。由被加速。由qvBqvB 得得E Ekmkm_,R,R为为D D形盒形盒半径半径 相等相等经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用装置装置原理原理图图规规律律速度速度选选择择器器若若qvqv0 0B BEqEq，即，即v v0 0 ,粒子做粒子做_运运动动匀速直匀速直线线经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【易【易错错辨析】辨析】(1)(1)带电带电粒子在匀粒子在匀强强磁磁场场中只受洛中只受洛伦兹伦兹力和重力力和重力时时,不不可能做匀加速直可能做匀加速直线线运运动动。()(2)(2)带电带电粒子在复合粒子在复合场场中不可能中不可能处处于静止状于静止状态态。()(3)(3)带电带电粒子在复合粒子在复合场场中不可能做匀速中不可能做匀速圆圆周运周运动动。()经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(4)(4)不同比荷的粒子在不同比荷的粒子在质谱仪质谱仪磁磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动的的半径不同。半径不同。()(5)(5)粒子在回旋加速器中做粒子在回旋加速器中做圆圆周运周运动动的半径、周期都随的半径、周期都随粒子速度的增大而增大。粒子速度的增大而增大。()(6)(6)在速度在速度选择选择器中做匀速直器中做匀速直线线运运动动的粒子的比荷可能的粒子的比荷可能不同。不同。()经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用提示提示:(1)(1)。若粒子做匀加速直线运动。若粒子做匀加速直线运动,在垂直运动的在垂直运动的方向上方向上,洛伦兹力变大洛伦兹力变大,合力不可能总为零合力不可能总为零,与粒子做直与粒子做直线运动矛盾。线运动矛盾。(2)(2)。当。当带电带电粒子在复合粒子在复合场场中所受合力中所受合力为为零零时时,带电带电粒粒子可能子可能处处于静止状于静止状态态。(3)(3)。当。当带电带电粒子所受的重力与粒子所受的重力与电场电场力等大反向力等大反向时时,粒粒子可能在洛子可能在洛伦兹伦兹力作用下做匀速力作用下做匀速圆圆周运周运动动。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(4)(4)。由。由qU=mvqU=mv2 2,qvB=,qvB=可得可得R=R=。(5)(5)。根据。根据R=R=、T=,T=,粒子在回旋加速器中做粒子在回旋加速器中做圆周运动的半径随粒子速度的增大而增大圆周运动的半径随粒子速度的增大而增大,周期不变。周期不变。(6)(6)。带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动的条。带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动的条件是件是v=,v=,与其比荷大小无关。与其比荷大小无关。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用考点考点1 1带电带电粒子在粒子在组组合合场场中的运中的运动动【核心要素精【核心要素精讲讲】带电带电粒子在粒子在组组合合场场中的运中的运动动,实际实际上是几个典型运上是几个典型运动过动过程的程的组组合合,因此解决此因此解决此类问题类问题要分段要分段处处理理,找出各段之找出各段之间间的的衔衔接点和相关物理量。接点和相关物理量。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.1.从从电场进电场进入磁入磁场场:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.从磁从磁场进场进入入电场电场:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用3.3.处处理思路理思路:(1)(1)电场电场中的运中的运动动。匀匀变变速直速直线线运运动动:应应用牛用牛顿顿运运动动定律定律结结合运合运动动学公式学公式求解或求解或应应用用动动能定理求解。能定理求解。类类平抛运平抛运动动:应应用运用运动动的合成与分解求解或的合成与分解求解或应应用用动动能能定理求解。定理求解。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)(2)磁磁场场中的运中的运动动。应应用用圆圆周运周运动动公式、牛公式、牛顿顿运运动动定律定律结结合几何知合几何知识识求解。求解。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【高考命【高考命题题探究】探究】【典例【典例1 1】(2017(2017东东城区模城区模拟拟)如如图图所示所示,两两块块平行极平行极板板ABAB、CDCD正正对对放置放置,极板极板CDCD的正中央有一小孔的正中央有一小孔,两极板两极板间间距离距离ADAD为为d,d,板板长长ABAB为为2d,2d,两极板两极板间电势间电势差差为为U,U,在在ABCDABCD构成的矩形区域内存在匀构成的矩形区域内存在匀强强电场电场,电场电场方向水平向右。方向水平向右。在在ABCDABCD矩形区域以外有垂直矩形区域以外有垂直于于纸纸面向里的范面向里的范围围足足够够大的匀大的匀强强磁磁场场。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用极板厚度不极板厚度不计计,电场电场、磁、磁场场的交界的交界处为处为理想理想边边界。将一界。将一个个质质量量为为m m、电电荷量荷量为为+q+q的的带电带电粒子在极板粒子在极板ABAB的正中央的正中央O O点点,由静止由静止释释放。不放。不计带电计带电粒子所受重力。粒子所受重力。世世纪纪金榜金榜导导学号学号4272221142722211经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1)(1)求求带电带电粒子粒子经过电场经过电场加速后加速后,从极板从极板CDCD正中央小孔射正中央小孔射出出时时的速度大小。的速度大小。(2)(2)为为了使了使带电带电粒子能粒子能够够再次再次进进入匀入匀强强电场电场,且且进进入入电场电场时时的速度方向与的速度方向与电场电场方向垂直方向垂直,求磁求磁场场的磁感的磁感应应强强度的度的大小。大小。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)(3)通通过过分析分析说说明明带电带电粒子第二次离开粒子第二次离开电场时电场时的位置的位置,并并求出求出带电带电粒子从粒子从O O点开始运点开始运动动到第二次离开到第二次离开电场电场区域所区域所经历经历的的总时间总时间。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【解析】【解析】(1)(1)设带电粒子经过电场加速后设带电粒子经过电场加速后,从极板从极板CDCD正正中央小孔射出时的速度大小为中央小孔射出时的速度大小为v v由动能定理由动能定理qU=mvqU=mv2 2解得解得v=v=经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)(2)带电粒子第一次从电场中射出后带电粒子第一次从电场中射出后,在磁场中做匀速在磁场中做匀速圆周运动圆周运动,若能够再次进入匀强电场若能够再次进入匀强电场,且进入电场时的且进入电场时的速度方向与电场方向垂直速度方向与电场方向垂直,运动方向改变运动方向改变270,270,由此可由此可知在磁场中的运动轨迹为四分之三圆知在磁场中的运动轨迹为四分之三圆,圆心位于圆心位于D D点点,半半径为径为d,d,由由A A点垂直射入电场。点垂直射入电场。带电粒子在磁场中运动时带电粒子在磁场中运动时,若洛伦兹力充当向心力若洛伦兹力充当向心力由牛顿运动定律由牛顿运动定律Bqv=m Bqv=m 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用解得解得:B=:B=(3)(3)带电粒子由带电粒子由A A点垂直于电场方向射入电场之后做类点垂直于电场方向射入电场之后做类平抛运动平抛运动若能够射出电场若能够射出电场,运动时间运动时间t t1 1=沿电场方向的位移沿电场方向的位移s=a s=a a=a=解得解得s=ds=d经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用因此因此带电带电粒子恰能从粒子恰能从C C点射出点射出,轨轨迹如迹如图图所示。所示。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用带电粒子第一次在电场中加速带电粒子第一次在电场中加速,运动时间为运动时间为t t1 1带电粒子在磁场中偏转带电粒子在磁场中偏转,运动时间为运动时间为t t2 2,洛伦兹力充当洛伦兹力充当向心力。向心力。由牛顿第二定律由牛顿第二定律Bqv=m Bqv=m T=dT=dt t2 2=T=d =T=d 带电粒子第二次在电场中偏转带电粒子第二次在电场中偏转,运动时间也为运动时间也为t t1 1经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用因此带电粒子从因此带电粒子从O O点运动到点运动到C C点的总时间点的总时间t t总总=2t=2t1 1+t+t2 2=(2+)d (2+)d 答案答案:(1)(1)(2)(2)(3)C(3)C点点(2+)d(2+)d 经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【强强化化训练训练】(2017(2017平平顶顶山模山模拟拟)如如图图所示所示,板板间间距距为为d d、板、板长为长为L L的两的两块块平行金属板平行金属板EFEF、GHGH水平放置水平放置,在在紧紧靠平行板右靠平行板右侧侧的正的正三角形区域内存在着垂直三角形区域内存在着垂直纸纸面的匀面的匀强强磁磁场场,三角形底三角形底边边BCBC与与GHGH在同一水平在同一水平线线上上,顶顶点点A A与与EFEF在同一水平在同一水平线线上。上。一个一个质质量量为为m m、电电量量为为-q-q的粒子沿两板中心的粒子沿两板中心线线以初速度以初速度v v0 0水平射入水平射入,若在两板之若在两板之间间加某一恒定加某一恒定电压电压,粒子粒子经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用离开离开电场电场后垂直后垂直ABAB边边从从D D点点进进入磁入磁场场,BD=AB,BD=AB,并垂直并垂直ACAC边边射出射出(不不计计粒子的重力粒子的重力),),求求:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1)(1)粒子离开粒子离开电场时电场时瞬瞬时时速度的大小及两极板速度的大小及两极板间电压间电压的的大小。大小。(2)(2)三角形区域内磁感三角形区域内磁感应应强强度。度。(3)(3)若两板若两板间间不加不加电压电压,三角形区域内的磁三角形区域内的磁场场方向垂直方向垂直纸纸面向里面向里,要使粒子要使粒子进进入磁入磁场场区域后能从区域后能从ABAB边边射出射出,试试求所求所加磁加磁场场的磁感的磁感应应强强度最小度最小值值。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【解析】【解析】(1)(1)由粒子带负电并且在电场中向下偏转可知由粒子带负电并且在电场中向下偏转可知,板间场强的方向垂直平行板向上板间场强的方向垂直平行板向上,粒子垂直粒子垂直ABAB边进入磁边进入磁场场,由几何知识得由几何知识得:粒子离开电场时偏转角粒子离开电场时偏转角=30=30则粒子离开电场时瞬时速度的大小为则粒子离开电场时瞬时速度的大小为v=v=在电场中竖直方向在电场中竖直方向:v:vy y=由几何关系得由几何关系得,tan=,tan=故故U=U=经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)(2)由几何关系得由几何关系得:L:LABAB=设在磁场中运动半径为设在磁场中运动半径为r r1 1,则则r r1 1=L=LABAB=d=d经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用又又B B1 1qv=,qv=,而而v=v=以上式子联立得以上式子联立得,B,B1 1=,=,方向垂直纸面向外方向垂直纸面向外(3)(3)当粒子刚好与当粒子刚好与BCBC边相切时边相切时,磁感应强度最小磁感应强度最小,设粒子的运动半径为设粒子的运动半径为r r2 2由几何知识知由几何知识知:r:r2 2=,B=,B2 2qvqv0 0=故故B B2 2=,=,即磁感应强度的最小值。即磁感应强度的最小值。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用答案答案:(1)(1)(2),(2),方向垂直纸面向外方向垂直纸面向外(3)(3)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【加固【加固训练训练】如如图图所示所示,在空在空间间中存在垂直中存在垂直纸纸面向里的匀面向里的匀强强磁磁场场,其其竖竖直直边边界界ABAB、CDCD的的宽宽度度为为d,d,在在边边界界ABAB左左侧侧是是竖竖直向下、直向下、场场强强为为E E的匀的匀强强电场电场,现现有有质质量量为为m m、带电带电量量为为+q+q的粒子的粒子(不不计计重力重力)从从P P点以大小点以大小为为v v0 0的水平初速度射入的水平初速度射入电场电场,随随后与后与边边界界ABAB成成4545射入磁射入磁场场。若粒子能垂直。若粒子能垂直CDCD边边界界飞飞出磁出磁场场,穿穿过过小孔小孔进进入如入如图图所示两所示两竖竖直平行金属板直平行金属板经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用间间的匀的匀强强电场电场中减速至零且碰不到正极板。中减速至零且碰不到正极板。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1)(1)请请画出粒子上述画出粒子上述过过程中的运程中的运动轨动轨迹迹,并求出粒子并求出粒子进进入入磁磁场时场时的速度大小的速度大小v v。(2)(2)求匀求匀强强磁磁场场的磁感的磁感应应强强度度B B的大小。的大小。(3)(3)求金属板求金属板间间的的电压电压U U的最小的最小值值。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【解析】【解析】(1)(1)轨迹如图所示轨迹如图所示经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)(2)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,设其轨道半径设其轨道半径为为R,R,由几何关系可知由几何关系可知R=R=qvB=qvB=解得解得B=B=经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)(3)粒子进入板间电场至速度减为零且恰不与正极板相粒子进入板间电场至速度减为零且恰不与正极板相碰时碰时,板间电压板间电压U U最小最小,由动能定理有由动能定理有-qU=0-mv-qU=0-mv2 2,解得解得U=U=。答案答案:(1)(1)轨迹见解析图轨迹见解析图 v v0 0(2)(2)(3)(3)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用考点考点2 2带电带电粒子在叠加粒子在叠加场场中的运中的运动动 【核心要素精【核心要素精讲讲】1.1.带电带电粒子在包含匀粒子在包含匀强强磁磁场场的叠加的叠加场场中无中无约约束情况下束情况下运运动动的几种常的几种常见见形式形式:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用受力特点受力特点运运动动性性质质方法方法规规律律其他其他场场力的合力与洛力的合力与洛伦伦兹兹力等大反向力等大反向匀速直匀速直线线运运动动平衡条件平衡条件除洛除洛伦兹伦兹力外力外,其他力的其他力的合力合力为为零零匀速匀速圆圆周运周运动动牛牛顿顿第二定第二定律、律、圆圆周运周运动动的的规规律律除洛除洛伦兹伦兹力外力外,其他力的其他力的合力既不合力既不为为零零,也不与洛也不与洛伦兹伦兹力等大反向力等大反向较较复复杂杂的曲的曲线线运运动动动动能定理、能定理、能量守恒定能量守恒定律律经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.带电带电粒子在叠加粒子在叠加场场中有中有约约束情况下的运束情况下的运动动:带电带电粒子在叠加粒子在叠加场场中受中受轻轻杆、杆、轻绳轻绳、圆环圆环、轨轨道道约约束束的情况下的情况下,常常见见的运的运动动形式有直形式有直线线运运动动和和圆圆周运周运动动,分析分析时应时应注意。注意。(1)(1)分析分析带电带电粒子所受各力尤其是洛粒子所受各力尤其是洛伦兹伦兹力的力的变变化情况化情况,分分阶阶段明确物体的运段明确物体的运动动情况。情况。(2)(2)根据物体各根据物体各阶阶段的运段的运动动特点特点,选择选择合适的合适的规规律求解。律求解。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用匀速直匀速直线线运运动阶动阶段段:应应用平衡条件求解。用平衡条件求解。匀加速直匀加速直线线运运动阶动阶段段:应应用牛用牛顿顿第二定律第二定律结结合运合运动动学学公式求解。公式求解。变变加速直加速直线线运运动阶动阶段段:应应用用动动能定理、能量守恒定律能定理、能量守恒定律求解。求解。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【自思自悟】【自思自悟】(1)(1)带电带电粒子在叠加粒子在叠加场场中无中无约约束情况下的常束情况下的常见见运运动动形式形式有哪些有哪些?(2)(2)各种运各种运动动形式分形式分别应别应用哪些知用哪些知识识求解求解?(3)(3)带电带电粒子在叠加粒子在叠加场场中有中有约约束情况下运束情况下运动时动时,为为什么洛什么洛伦兹伦兹力通常会力通常会发发生生变变化化?经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【高考命【高考命题题探究】探究】【典例【典例2 2】(2016(2016天津高考天津高考)如如图图所示所示,空空间间中存在着水平中存在着水平向右的匀向右的匀强强电场电场,电场电场强强度大小度大小E=5 N/C,E=5 N/C,同同时时存在着存在着水平方向的匀水平方向的匀强强磁磁场场,其方向与其方向与电场电场方向垂直方向垂直,磁感磁感应应强强度大小度大小B=0.5TB=0.5T。有一。有一带带正正电电的小球的小球,质质量量m=1.0 m=1.0 1010-6-6kg,kg,电电荷量荷量q=210q=210-6-6C,C,正以速度正以速度v v在在图图示的示的竖竖直直面内做匀速直面内做匀速直线线运运动动,当当经过经过P P点点时时撤掉磁撤掉磁场场(不考不考虑虑经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用磁磁场场消失引起的消失引起的电电磁感磁感应现应现象象),g),g取取10m/s10m/s2 2。求。求:世世纪纪金榜金榜导导学号学号4272221242722212(1)(1)小球做匀速直小球做匀速直线线运运动动的速度的速度v v的大小和方向。的大小和方向。(2)(2)从撤掉磁从撤掉磁场场到小球再次穿到小球再次穿过过P P点所在的点所在的这这条条电场线经电场线经历历的的时间时间t t。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【思考探究】【思考探究】(1)(1)小球做匀速直小球做匀速直线线运运动时动时,小球受力情况如何小球受力情况如何?提示提示:小球做匀速直线运动时受到重力、电场力和洛伦小球做匀速直线运动时受到重力、电场力和洛伦兹力的作用兹力的作用,这三个力的合力为零。这三个力的合力为零。(2)(2)撤去磁撤去磁场场后后,小球做什么运小球做什么运动动?提示提示:撤去磁场后小球做类平抛运动。撤去磁场后小球做类平抛运动。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)(3)改改变电场变电场强强度的大小和方向度的大小和方向,能否使小球做匀速能否使小球做匀速圆圆周周运运动动。提示提示:让电场强度方向竖直向上让电场强度方向竖直向上,并且使并且使qE=mg,qE=mg,则小球则小球在复合场中做匀速圆周运动。在复合场中做匀速圆周运动。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【解析】【解析】(1)(1)小球匀速直线运动时受力如图小球匀速直线运动时受力如图,其所受的其所受的三个力在同一平面内三个力在同一平面内,合力为零合力为零,有有qvB=qvB=代入数据解得代入数据解得v=20m/sv=20m/s速度速度v v的方向与电场的方向与电场E E的方向之间的夹角的方向之间的夹角满足满足经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用tan=tan=代入数据解得代入数据解得tan=tan=60=60经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)(2)解法一解法一:撤去磁场撤去磁场,小球在重力与电场力的合力作用下做类平小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动抛运动,设其加速度为设其加速度为a,a,有有a=a=设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x,x,有有x=vtx=vt设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y,y,有有经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用y=aty=at2 2a a与与mgmg的夹角和的夹角和v v与与E E的夹角相同的夹角相同,均为均为,又又tan=tan=联立联立式式,代入数据解得代入数据解得t=2 s=3.5st=2 s=3.5s经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用解法二解法二:撤去磁场后撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向由于电场力垂直于竖直方向,他对他对竖直方向的分运动没有影响竖直方向的分运动没有影响,以以P P点为坐标原点点为坐标原点,竖直向竖直向上为正方向上为正方向,小球在竖直向上做匀减速运动小球在竖直向上做匀减速运动,其初速度其初速度为为v vy y=vsin=vsin若使小球再次穿过若使小球再次穿过P P点所在的电场线点所在的电场线,仅需小球的竖直仅需小球的竖直方向上的分位移为零方向上的分位移为零,则有则有v vy yt-gtt-gt2 2=0=0经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用联立联立式式,代入数据解得代入数据解得t=2 s=3.5st=2 s=3.5s答案答案:(1)20m/s(1)20m/s速度速度v v的方向与电场的方向与电场E E的方向之间的夹的方向之间的夹角为角为6060(2)3.5s(2)3.5s经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【迁移【迁移训练训练】经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用迁移迁移1:1:叠加叠加场场中的匀速中的匀速圆圆周运周运动动(多多选选)(2017)(2017合肥模合肥模拟拟)如如图图所示所示,竖竖直直直直线线MNMN右右侧侧存在存在竖竖直向上的匀直向上的匀强强电场电场和垂直和垂直纸纸面面向里的匀向里的匀强强磁磁场场,现现有一有一质质量量m=0.01kgm=0.01kg、电电荷量荷量q=+0.01Cq=+0.01C的的小球从小球从MNMN左左侧侧水平距离水平距离为为l=0.4m=0.4m经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用的的A A点水平抛出点水平抛出,当下落距离是水平距离的一半当下落距离是水平距离的一半时时从从MNMN上的上的D D点点进进入入电电磁磁场场,并恰好能做匀速并恰好能做匀速圆圆周运周运动动,图图中中C C点点是是圆圆周的最低点且周的最低点且C C到到MNMN的水平距离的水平距离为为2 2l,不不计计空气阻空气阻力力,g,g取取10m/s10m/s2 2,则则()A.A.小球的初速度小球的初速度为为20m/s20m/sB.B.匀匀强强电场电场的的电场电场强强度度为为10V/m10V/mC.C.匀匀强强磁磁场场的磁感的磁感应应强强度度为为B=2TB=2TD.D.小球从小球从D D到到C C运运动动的的时间为时间为0.1s0.1s经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【解析】【解析】选选B B、D D。小球从。小球从A A到到D D做平抛运动做平抛运动,l=v=v0 0t,t,gt gt2 2,所以所以t=0.2s,vt=0.2s,v0 0=2m/s,=2m/s,选项选项A A错误错误;小球进小球进入电磁场中恰好做匀速圆周运动入电磁场中恰好做匀速圆周运动,则则qE=mg,qE=mg,即即E=10V/m,E=10V/m,选项选项B B正确正确;小球进入电磁场时有小球进入电磁场时有v vy y=gt=v=gt=v0 0,即小球进入即小球进入电磁场时的速度为电磁场时的速度为v=2 m/s,v=2 m/s,且与且与MNMN成成4545角角,由几何由几何关系可得小球做匀速圆周运动的半径为关系可得小球做匀速圆周运动的半径为r=,r=,又因又因Bqv=m ,Bqv=m ,联立并代入数值得联立并代入数值得B=2.5T,B=2.5T,选项选项C C错误错误;经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用小球从小球从D D到达到达C C经历了经历了 圆周圆周,所以从所以从D D到到C C运动的时间运动的时间为为t=0.1t=0.1s,s,选项选项D D正确。正确。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用迁移迁移2:2:叠加叠加场场中的匀速直中的匀速直线线运运动动(2016(2016北京高考北京高考)如如图图所示所示,质质量量为为m,m,电电荷量荷量为为q q的的带电带电粒子粒子,以初速度以初速度v v沿垂直磁沿垂直磁场场方向射入磁感方向射入磁感应应强强度度为为B B的的匀匀强强磁磁场场,在磁在磁场场中做匀速中做匀速圆圆周运周运动动。不。不计带电计带电粒子所粒子所受重力。受重力。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1)(1)求粒子做匀速求粒子做匀速圆圆周运周运动动的半径的半径R R和周期和周期T T。(2)(2)为为使使该该粒子做匀速直粒子做匀速直线线运运动动,还还需要同需要同时时存在一个与存在一个与磁磁场场方向垂直的匀方向垂直的匀强强电场电场,求求电场电场强强度度E E的大小。的大小。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【解析】【解析】(1)(1)粒子做匀速圆周运动粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心洛伦兹力提供向心力力,有有f=qvB=m f=qvB=m 解得粒子做匀速圆周运动的半径解得粒子做匀速圆周运动的半径R=R=粒子做匀速圆周运动的周期粒子做匀速圆周运动的周期T=T=(2)(2)粒子受电场力粒子受电场力F=qE,F=qE,洛伦兹力洛伦兹力f=qvB,f=qvB,经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用粒子做匀速直线运动粒子做匀速直线运动,由二力平衡可知由二力平衡可知,qE=qvB,qE=qvB。解得电场强度的大小解得电场强度的大小E=vBE=vB。答案答案:(1)(1)(2)vB(2)vB经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用迁移迁移3:3:带电带电粒子在叠加粒子在叠加场场中有中有约约束情况下的运束情况下的运动动如如图图所示所示,粗糙的足粗糙的足够长够长的的竖竖直木杆上套有一个直木杆上套有一个带电带电的的小球小球,整个装置整个装置处处在由水平匀在由水平匀强强电场电场和垂直和垂直纸纸面向外的面向外的匀匀强强磁磁场组场组成的足成的足够够大的复合大的复合场场中中,小球由静止开始下小球由静止开始下滑滑,在整个运在整个运动过动过程中小球的程中小球的v-tv-t图图象如象如图图所示所示,其中正其中正确的是确的是()经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用【解析】【解析】选选C C。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用该题中该题中,小球的运动性质与电性无关。设小球带正电小球的运动性质与电性无关。设小球带正电,对带电小球进行受力分析如图所示对带电小球进行受力分析如图所示,刚开始速度刚开始速度v v比较比较小小,F,F洛洛=qvB=qvB比较小比较小,电场力电场力FFFF洛洛,G-F,G-Ff f=ma,=ma,即即ma=
