1轮复习带电粒子在复合场中的运动.ppt

* * * 2．三种场的比较 [应用升级] 1.地球大气层外部有一层复杂的电离 层，既分布有地磁场，也分布有电 场。假设某时刻在该空间中有一小 区域存在如图所示的电场和磁场； 电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向 垂直纸面向里。此时一带电宇宙粒子恰以速度v垂直于电场和磁场射入该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关该带电粒子的运动情况不可能的是 (　　) A．仍做直线运动　　　　 B．立即向左下方偏转 C．立即向右上方偏转 D．可能做匀速圆周运动 答案：D “电偏转”和“磁偏转” [例1]　在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限 存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在 垂直于坐标平面向外的匀强磁场，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θ＝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。 [例1]　一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子 从M点以v0垂直于y轴射入电场，经N点与x轴正 方向成θ＝60°角射入磁场，最后从P点垂直于 y轴射出磁场，如图所示。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。 [思路点拨]根据粒子在不同区域内运动特点和受力特点画轨迹，利用类平抛和圆周运动分析方法列方程求解。 分析带电粒子在复合场中的运动，解题的思路主要有两条线索： (1)力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿 第二定律并结合运动学规律求解。 (2)功能关系。根据场力及其他外力对带电粒子做功引起 的能量变化或全过程中的功能关系解决问题。 (1)油滴的电性。 (2)油滴在P点得到的初速度大小。 (3)油滴在第一象限运动的时间和离开第一象限处的坐标。 [审题指导]　 (1)受力平衡，合外力为零； (2)进入第一象限时受力情况、运动情况； (3)画出油滴的运动轨迹。 1．(双选)(2012·南昌模拟)如图9－3－11 为一“滤速器”装置的示意图，a、b 为水平放置的平行金属板，一束 具有各种不同速率的电子沿水平 图9－3－11 方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特 定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面 的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能沿水平直线OO′ 运动，由O′射出。不计重力作用。可能达到上述目的的 办法是 (　　) A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里 B．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里 C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外 D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外 解析：电子能沿水平直线运动，则电子所受的电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，当a板电势高于b板时，根据左手定则判断，磁场方向应垂直纸面向里，所以A正确C错误；当a板电势低于b板时，根据左手定则判断，磁场方向应垂直纸面向外，所以D正确B错误。 答案：AD 2.(2012·佛山模拟)如图9－3－12所示， 某一真空室内充满竖直向下的匀强 电场E，在竖直平面内建立坐标系 xOy，在y0的空间里有与场强E垂 直的匀强磁场B，在y0的空间内， 图9－3－12 将一质量为m的带电液滴(可视为质点)自由释放，此液 滴则沿y轴的负方向，以加速度a＝2g(g为重力加速度) 做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，被安置在原点的一个装置瞬间改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变)，随后液滴进入y0的空间运动。液滴在y0的空间内的运动过程中 (　　) A．重力势能一定不断减小 B．电势能一定先减小后增大 C．动能不断增大 D．动能保持不变 解析：带电液滴在y0的空间内以加速度a＝2g做匀加速直线运动，可知液滴带正电，且电场力等于重力，当液滴运动到坐标原点时变为负电荷，液滴进入y 0的空间内运动，电场力等于重力，液滴做匀速圆周运动，重力势能先减小后增大，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，动能保持不变，故选D。 答案：D 3．(2012·大同联考)如图9－3－13所示， 宽度为l＝0.8 m的某一区域存在相互 垂