带电粒子在复合场中的运动.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流带电粒子在复合场中的运动.精品文档.带电粒子在复合场中的运动姓名 学号 班级 一、 考情分析：纵观近几年各种形式的高考试题，题目一般是运动情景复杂、综合性强，多把场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、功能关系以及交变电场等知识有机地结合，题目难度中等偏上，对考生的空间想像能力、物理过程和运动规律的综合分析能力，及用数学方法解决物理问题的能力要求较高，题型有选择题，填空题、作图及计算题，涉及本部分知识的命题也有构思新颖、过程复杂、高难度的压轴题。二、知识要点回顾：三种场力的特点（1）重力的大小为，方向竖直向下重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子

2、的质量有关外，还与始末位置的高度差有关。（2）电场力的大小为，方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关，电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，还与始末位置的电势差有关。（3）洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当带电粒子的速度与磁场方向平行时F=0；当带电粒子的速度与磁场方向垂直时，洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面。无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功。但重力、电场力可能做功而引起带电粒子能量的转化。【典型例题】类型一：带电粒子在复合场中的直线运动例题1：如图所示，足够长的光滑绝缘斜面与水平面间的夹角为，放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电

3、场强度E=50 V/m，方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外一个电荷量C，质量m = 0. 40 kg的光滑小球，以初速度=20 m/s从斜面底端向上滑，然后又下滑，共经过3s脱离斜面。求磁场的磁感应强度。（g取10）变式1：如图所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场（E已知）和匀强磁场（B已知）中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套有一个质量为m，电荷量为q的小球，它们之间的动摩擦因数为，现由静止释放小球，试分析小球运动的加速度和速度的变化情况，并求出最大速度。（）类型二：带电粒子在分区域组合场中的运动例题2： 在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的

4、匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图58所示不计粒子重力，求：(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.变式2：如图9甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),电场强度的大小随时间变化的情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面,磁感应强度大小随时间变化的情况如图丙所示.在t=1 s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初

5、速度v0射出第一个粒子(不计重力),并在此之后,每隔2 s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,射出的粒子均能击中C点.若AB=BC=l,且粒子由A运动到C的时间均小于1 s.不计空气阻力及电场、磁场变化带来的影响,则以下说法正确的是（ ）A.磁场方向垂直纸面向外B.电场强度E0和磁感应强度B0的比值E0/B0=2v0C.第一个粒子由A运动到C所经历的时间t1=D.第二个粒子到达C点的动能等于第一个粒子到达C点的动能类型三：带电粒子复合场中的运动例题3： 如图510所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y轴正方

6、向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上yh处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限然后经过x轴上x2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动之后经过y轴上y2h处的P3点进入第四象限已知重力加速度为g.试求：(1)粒子到达P2点时速度的大小和方向(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小(3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大 小和方向变式3; (12分)如图12所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸

7、面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一绝缘弯杆由两段直杆和一段半径为R的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平 面内，PQ、MN水平且足够长，半圆环PAM在磁场边界左侧，P、M点在磁场边界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m，带电荷量q的小环套在MN杆上，它所受电场力为重力的倍，当在M右侧D点由静止释放小环时，小环刚好能达到P点(1)求DM间距离x0；(2)求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小；(3)若小环与PQ间动摩擦因数为(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，且)，现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功四随堂巩固：如

8、图所示，K与虚线MN之间是加速电场，虚线MN与PQ之间是匀强电场，虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场，且MN、PQ与荧光屏三者互相平行，电场和磁场的方向如图所示。图中A点与O点的连线垂直于荧光屏，一带正电的粒子从A点离开加速电场，速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场，在离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知电场和磁场区域在竖直方向足够长，加速电压与偏转电场的场强关系为，式中的d是偏转电场的宽度且为已知量，磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度关系符合表达式。试求：（1）磁场的宽度L为多少？（2）带电粒子最后在电场和磁场中总的偏转距离是多少？