第一章 专题强化5 带电粒子在叠加场中的运动公开课.docx

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1、_专题强化5叠加场中的运动学习目标1 .掌握带电粒子在叠加场中常见的两种运动情景2会分析其受力情况和运动情 况，能正确选择物理规律解决问题.探究重点提升素养处理带电粒子在叠加场中的运动的基本思路.弄清叠加场的组成.1 .进行受力分析，确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合.2 .画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律.（1）由于洛伦兹力的大小与速度有关，带电粒子在含有磁场的叠加场中的直线运动一定为匀速 直线运动，根据平衡条件列式求解.当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，一定是电场力和重力平衡，洛伦兹力提供向心 力，应用平衡条件和牛顿运动定律分别列方程求解.当带电粒子做复杂曲线

2、运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解.一、带电粒子在叠加场中的直线运动（多项选择）（2021 .绵阳市月考）地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场（未画出）和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成a角的直线运 动，如图1所示，由此可以判断（）：XM、* X1 a、* X1 a、：XNXA.油滴一定做匀速运动B.油滴可以做变速运动C.如果油滴带正电，它是从N点运动到M点D.如果油滴带正电，它是从M点运动到N点答案AD 解析油滴做直线运动，受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为重力和电场力均为恒力，根 据油滴做直线运动条件可知，油滴所受洛伦兹力亦为恒力.根据b=卯3可知，

3、油滴必定做 匀速直线运动，A正确，B错误；根据做匀速直线运动的条件可知油滴的受力情况如下图，在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，那么mbg=qE+qvBc在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，那么mcg+qvB=qE比拟式得:mbmafnc,选项B正确.7 .如图7所示的虚线区域内，充满垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场，一带电 微粒A以一定初速度由左边界的。点射入磁场、电场区域，恰好沿水平直线从区域右边界。, 点穿出，射出时速度大小为。a，假设仅撤去磁场，其他条件不变，另一个相同的微粒8仍以相 同的速度由。点射入并从区域右边界穿出，射出时速度的大小为许，那么微粒3（）6。X X X

4、XXXXXXXXXXXXXXX。卜图7A.穿出位置一定在。点上方，Vb办C.穿出位置一定在0,C.穿出位置一定在0,点下方,VbVa答案D解析 设带电微粒从。点射入时的速度为次），假设带电微粒A带负电，其电场力、重力、洛伦 兹力均向下，与运动方向垂直，不可能做直线运动，故微粒A 一定带正电，且满足mg=Eq + Bc/Vo9做匀速直线运动，故办=伙）.假设仅撤去磁场，由于mgEq,带电微粒B向下偏转，穿 出位置一定在。点下方，合力对其做正功，Vbva,故D正确.8.如图8所示，空间存在竖直向上的匀强电场和水平的匀强磁场（垂直纸面向里）.一带正电的 小球从。点由静止释放后，运动轨迹如图中曲线。尸

5、。所示，其中尸为运动轨迹中的最高点, 。为与。同一水平高度的点.以下关于该带电小球运动的描述，正确的选项是（）图8图8A.小球在运动过程中受到的磁场力先增大后减小B.小球在运动过程中电势能先增加后减少C.小球在运动过程中机械能守恒D.小球到。点后将沿着曲线。回到。点答案A 解析 小球由静止开始向上运动，可知电场力大于重力，在运动的过程中，洛伦兹力不做功， 电场力和重力的合力先做正功，后做负功，根据动能定理知，小球的速度先增大后减小，那么 小球受到的磁场力先增大后减小，故A正确；小球在运动的过程中，电场力先做正功，后做 负功，那么电势能先减少后增加，故B错误；小球在运动的过程中，除重力做功以外，

6、电场力 也做功，机械能不守恒，故C错误；小球到Q点后，将重复之前的运动，不会沿着曲线QPO 回到。点，故D错误.9.（2020黄梅国际育才高级中学月考）如图9所示，质量为机、带电荷量为+q的液滴，以速度 。沿与水平方向成45。角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方 向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区做直线运动，重力加速度为g,求：电场强度E和磁感应强度B各多大；当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化 而产生的磁场的影响，此时液滴加速度的大小；在满足的前提下，液滴从A点到达与A点同一水平线上的8点（图中未画出）所用的时间.

7、答案（1隼曾（2立噜 解析（1）液滴带正电，受力分析如下图:根据平衡条件，有：Eq=mgtan 0=mg（2）电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，故电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力，液滴做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：a=yig2（3）电场变为竖直向上后，qE=mg,故液滴做匀速圆周运动，由Bqu=写-及T=胃可得T=27tm -3qB9 又，,可得尸3也兀o4gL尖子生选练m、o和重力加速度g为量.求:10.如图10甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内（边界为心、小），存在垂直纸面向里的匀强 磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图乙所示），电场强度的大小为瓦，0表示电场 方向竖直向

8、上.，=。时，一带正电、质量为根的微粒从左边界上的M点以水平速度O射入 该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的M点,Q为线段MM的中点，重力加速度为g.上述d、E。、3；x;x:X! XXXXJrL x x ； x x 1 火、x ! x x 2T t一段x x Qx x x x x x d 甲图10微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小； 微粒做圆周运动的半径；电场变化的周期T.答案（嗒当1 X X X hB X Xi X X X X X图2A.这三束正离子的速度一定不相同B.这三束正离子的比荷一定不相同C. a、b两板间的匀强电场方向一定由。指向人D.假设

9、这三束离子改为带负电而其他条件不变那么仍能从d孔射出答案BCD.（2020.湖南怀化期末）如图3所示，空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电 液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，电场强度为,磁感应强度为重力加 速度为g,那么液滴环绕速度大小及方向分别为（）FA*,顺时针 ）C誓，顺时针FA*,顺时针 ）C誓，顺时针图3FB.,逆时针DD.誓，逆时针答案C解析液滴在叠加场中做匀速圆周运动，知重力和电场力平衡，那么液滴受到向上的电场力， 可知液滴带负电，根据左手定那么可知液滴做顺时针的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心V2 力有 qvB=nr又因为重力和电场力平衡，那么有qE=mgB

10、gR 解付v=故A、B、D错误，C正确.3 .如图4所示，空间中的匀强电场水平向右，匀强磁场垂直纸面向里，一带电微粒沿着直线 从M运动到N,以下说法正确的选项是（）X X X X XB/ N .X X ZZX X XZ/jX/X X X X图4A.带电微粒可能带负电B.运动过程中带电微粒的动能保持不变C.运动过程中带电微粒的电势能增加D.运动过程中带电微粒的机械能守恒答案B解析 根据做直线运动的条件和受力情况可知，微粒一定带正电，且做勺速直线运动，因此动能保持不变，A错误，B正确；由于电场力向右，对微粒做正功，电势能减小，C错误； 洛伦兹力不做功，由能量守恒可知，电势能减小，机械能一定增加，D

11、错误.4 .如图5所示，在水平地面附近有一个范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁场.匀强 磁场的磁感应强度大小为B,方向水平并垂直纸面向外，一质量为m、带电荷量为一式q0） 的带电微粒在此区域恰好做速度大小为。的匀速圆周运动.（重力加速度大小为g）H,图5求此区域内电场强度的大小和方向；假设某时刻微粒运动到距地面高度为的P点，速度与水平方向成45。角，如下图，那么该 微粒至少需要经过多长时间才能运动到距地面最高点？最高点距地面多高？答案（I党方向竖直向下端H+，衿解析（1）要满足带负电微粒做匀速圆周运动，那么:qE=mg,得E=磐,方向竖直向下.q微粒的局部运动轨迹如下图，V/T/7/)当微

12、粒第一次运动到最高点时，=135,nl q 不 135； 3T对 Z=360T=360r=T那么T=那么T=所以：t=, mv? p mu 由 qvB=- R=/qB3兀相 硒， 最高点距地面的高度为：,(2+y2)mvH =R+Rsin 45+H=H+- 2qBL能力综合练. （2017全国卷I）如图6,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面 平行），磁场方向垂直于纸面向里.三个带正电的微粒。、b、c电荷量相等，质量分别为/加、 加小根八在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动.以下选项正确的选项是（ ）图6A. mambmcB. mbmamcC. mcmambD. mcmbma答案B解析设三个微粒的电荷量均为外Q在纸面内做勺速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，那么 mag=qE