2022年高中物理磁场带电粒子在复合场中运动的分类 .pdf

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1、热点带电粒子在复合场中运动的分类1.带电粒子在复合场中无约束情况下的运动(1)磁场力、重力并存若重力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.若重力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂曲线运动,因 F 洛不做功 ,故机械能守恒,由此可求解问题.(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)若电场力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.若电场力和洛伦兹力不平衡,则带电体做复杂曲线运动,因 F洛不做功 ,可用动能定理求解问(3)电场力、磁场力、重力并存若三力平衡,一定做匀速直线运动.若重力与电场力平衡,一定做匀速圆周运动.若合力不为零且与速度方向不垂直,做复杂的曲线运动,因 F洛不做功 ,可用能量守

2、恒或动能定理求解问题.3.带电粒子在复合场中运动的临界值问题由于带电粒子在复合场中受力情况复杂、运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中的“最大” 、 “最高”、 “至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件 ,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.题型 1 带电粒子在分区域场中的运动【例 1】 如图 6 所示 ,匀强电场区域和匀强磁场区域紧邻且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内竖直向下 ,而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O 点以速度v0 沿垂直电场方向进入电场 ,从 A 点出电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半,当粒子从磁场右边界上C 点穿出磁场

3、时速度方向与进入电场O 点时的速度方向一致,d、v0 已知(带电粒子重力不计),求:1)粒子从 C点穿出磁场时的速度.(2)电场强度和磁感应强度的比值.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 方法提炼带电粒子在分区域电场、磁场中运动问题思路导图如图所示， 一质量为m，电荷量为 q 的粒子从容器A 下方小孔S1飘入电势差为U 的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为B 的磁场中，最后打到底片D 上。(1)粒子进入磁场时的

4、速率。(2)求粒子在磁场中运动的轨道半径20、如图所示，一带电微粒质量为m=2.010-11kg、电荷量 q=+1.010-5C，从静止开始经电压为U1=100V 的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角=30o，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm 的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。求：带电微粒进入偏转电场时的速率v1；偏转电场中两金属板间的电压U2；BU1U2v名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整

5、理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？例 1】（20XX年江苏省高考试题）如图5 所示，在y0 的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为。若粒子射出磁场时的位置与O点的距离为l，求该粒子的电量和质量之比q/m。题型 2 带电粒子在复合场中的运动【例 2】如图 8 所示 , 在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域 .磁场的磁感应强度为B,方向

6、水平并垂直纸面向里.一质量为m、带电荷量为q 的带正电微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v 的匀速圆周运动,重力加速度为g.(1)求此区域内电场强度的大小和方向.(2)若某时刻微粒在场中运动到P点时 ,速度与水平方向的夹角为60,且已知 P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径.求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离.(3)当带电微粒运动至最高点时,将电场强度的大小变为原来的(方向不变 ,且不计电场变化对原磁场的影响),且带电微粒能落至地面,求带电微粒落至地面时的速度大小.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

7、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 方法提炼处理带电粒子在复合场中运动问题的技巧1.弄清复合场的组成.2.正确分析带电粒子的受力及运动特征.3.画出粒子运动轨迹,灵活选择不同的运动规律.4.对于临界问题 ,注意挖掘隐含条件,关注特殊词语如“恰好” “刚好”“至少” ,寻找解题的突破口 .7 （18 分）如图所示，直角坐标中的第象限中存在沿y 轴负方向的匀强电场，在第象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为 m 的带正电的粒子，在 x 轴上的 a点以速度v0与 x 轴成 60 度角射入磁场，从

8、y = L 处的 b 点垂直于 y 轴方向进入电场，并经过 x 轴上 x = 2L 处的 c 点。不计重力。求（1）磁感应强度B 的大小；（ 2）电场强度E 的大小；（3）粒子在磁场和电场中的运动时间之比。19. （12 分）在宽 L=10cm的区域内，存在着互相垂直的电场和磁场，如图所示. 一束荷质比e/m=1.81011C/kg 的电子以v =1.8 106m/s 的速度垂直射入场中而恰好不改变运动方向.若去掉电场，电子穿过磁场区后偏离原方向5cm.那么如果去掉磁场而保持原电场，电子将偏离原方向多远？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

9、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 例 2】如图 7 所示，矩形匀强磁场区域的长为L，宽为L/2 。磁感应强度为B，质量为m，电荷量为e的电子沿着矩形磁场的上方边界射入磁场，欲使该电子由下方边界穿出磁场，求：电子速率v 的取值范围？18、如图所示，在倾角为300的斜面上，放置两条宽L=0.5m 的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg 的金属杆 ab， 电源电动势E=12V，内阻r=03，金属杆与导轨间最大静摩擦力为fm=0.6N，磁场方向垂直轨道所在平面，B=

10、0.8T金属杆 ab 的电阻为 0.2 ，导轨电阻不计欲使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻的范围多大?(g 取 10ms2) 电学实验考点：1、伏安法测电阻2、多用电表使用的几点注意事项，电源电动势和电源内阻的测量3 游标卡尺和螺旋测微器的读数。计算题主要考察串并联电路特点及（闭合）欧姆定律的运用，注意分清纯电阻和非纯电阻哦。还有U-I 图线和 I-U 图线。14欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材 :A.电池组（ 3 V,内阻 1）B.电流表（ 03 A,内阻 0.0125）C.电流表（ 00.6 A,内阻 0.125）D.电压表（

11、03 V,内阻 3 k）E.电压表（ 015 V,内阻 15 k）F. 滑动变阻器（020,额定电流1 A）G.滑动变阻器（ 02 000,额定电流 0.3 A）H.开关、导线（1）上述器材中应选用的是； （填写各器材的字母代号）（2）实验电路应采用电流表接法；（填“内”或“外” ）（3）设实验中 ,电流表、电压表的某组示数如下图所示，图示中I= A，U= V。（4）为使通过待测金属导线的电流能在00.5 A 范围内改变 ,请按要求画出测量待测金属导线的电阻Rx的原理电路图 ,然后根据你设计的原理电路将下图中给定的器材连成实验电路。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -

12、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 14、在一次实验时某同学用游标卡尺测量（如图），示数为cm。在一次实验时某同学用螺旋测微器测量（如图），示数为mm。15如图所示的电路中，电源电动势E=6.0V，其内阻可忽略不计。电阻的阻值分别为k8.4Rk4.2R21、，电容器的电容F7.4C。闭合开关S，待电流稳定后， 用电压表测1R两端电压，其稳定值为V50. 1。（1）该电压表的内阻为多大？（2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少？16如图所示 ,电阻 R1=8，电动机绕组电

13、阻R0=2，当开关S 断开时，电阻R1消耗的电ESR1R2C名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 功率是 2.88 W；当开关 S 闭合时 ,电阻 R1消耗的电功率是2 W。若电源的电动势为6V，求开关 S 闭合时 ,电动机输出的机械功率。ME rSR1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -