带电粒子在组合场中的运动剖析.ppt

(二)先磁场后电场 对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况： (1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反； (2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直。(如图8-3-15甲、乙所示) [典例3]　(2014·全国大纲卷)如图8-3-16，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xOy平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，求 (1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值； (2)该粒子在电场中运动的时间。 多维探究 (三)先后两个不同磁场 [典例4]　(2013·山东高考)如图8-3-17所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带电量为＋q、质量为m的粒子，自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知OP＝d，OQ＝2d。不计粒子重力。 (1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。 (2)若磁感应强度的大小为一确定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B0。 (3)若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。 第二步：找突破口 [典例4]　(2013·山东高考)如图8-3-17所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带电量为＋q、质量为m的粒子，自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知OP＝d，OQ＝2d。不计粒子重力。 (1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。 (2)若磁感应强度的大小为一确定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B0。 (3)若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。 多维探究 (四)先后多个电、磁场 [典例5]　(2014·广东高考)如图8-3-18所示，足够大的平行挡板A1、A2竖直放置，间距6 L，两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，以水平面MN为理想分界面。Ⅰ区的磁感应强度为B0，方向垂直纸面向外。A1、A2上各有位置正对的小孔S1、S2，两孔与分界面MN的距离均为L。质量为m、电荷量为＋q的粒子经宽度为d的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从S1进入Ⅰ区，并直接偏转到MN上的P点，再进入Ⅱ区，P点与A1板的距离是L的k倍，不计重力，碰到挡板的粒子不予考虑。 (1)若k＝1，求匀强电场的电场强度E； (2)若2k3，且粒子沿水平方向从S2射出， 求出粒子在磁场中的速度大小v与k的关 系式和Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系式。 (3)带电粒子打在屏幕上的范围。 要求粒子打在屏幕上的范围，应先综合分析带电粒子的运动过程，画出运动轨迹，后结合几何知识列方程求解。 多维探究 (三)交变磁场＋恒定电场 [典例3]　电视机显像管中需要用变化的磁场来控制电子束的偏转。图8-3-9(a)为显像管工作原理示意图，阴极K发射的电子束(初速不计)经电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面(以垂直圆面向里为正方向)，磁场区的中心为O，半径为r，荧光屏MN到磁场区中心O的距离为L。当不加磁场时，电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点。当磁场的磁感应强度随时间按图(b)所示的规律变化时，在荧光屏上得到一条长为2√3L的亮线。由于电子通过磁场区的时间很短，可以认为在每个电子通过磁场区的过程中磁感应强度不变。已知电子的电荷量为e，质量为m，不计电子之间的相互作用及所受的重力。求： (1)电子打到荧光屏上时速度的大小； (2)磁感应强度的最大值B0。 多维探究 (四)交变电、磁场 [典例4]　某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，电场方向向右(如图8-3-10甲中由B到C的方向)，电场变化如图乙中E-t图像，磁感应强度变化如图丙中B-t图像。在A点，从t＝1 s(即1 s末)开始，每隔2 s，有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v射出，恰能击中C点，若AC＝2BC且粒子在AB间运动的时间小于1 s，求： (1)图线上E0和B0的比值，磁感应强度B的方向； (2)若第1个粒子击中C点的时刻已知为(1＋Δt) s，那么第2个粒子击中C点的时刻是多少？