二轮复习带电粒子在复合场中的运动.ppt

现有质量m＝3.2×10－26kg，带电荷量q＝－1.6×10－19C的某种负离子，从圆形磁场区域A的左侧边缘以水平速度v＝106m/s沿正对圆心A的方向垂直磁场射入，求： (1)该离子通过磁场区域所用的时间。 (2)离子离开磁场区域的出射点到粒子进入磁场时速度方向所在直线的距离是多大？ (3)若在匀强电场区域内竖直放置一个小挡板MN，欲使离子打到挡板MN上的位置是粒子进入磁场时速度方向所在直线与MN的交点，则挡板MN应放在何处？匀强电场的方向如何？ (2)由对称性可知：离子从原点O处水平射出磁场区域，由图可知侧移量为 d＝2rsin2θ＝2m [答案]　(1)4.19×10－6s　(2)2m　(3)见解析 拓展提升 一、基础知识要记牢 带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”的比较 二、方法技巧要用好 分析带电粒子在组合场中运动问题的方法 (1)带电粒子依次通过不同场区时，由受力情况确定粒子在不同区域的运动情况。 (2)根据区域和运动规律的不同，将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理。 (3)正确地画出粒子的运动轨迹图。 三、易错易混要明了 带电粒子通过不同场区的交界处时速度的大小和方向关系。 (2014·东北三省三校模拟)如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入两水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)(　　) A．d随U1变化，d与U2无关 B．d与U1无关，d随U2变化 C．d随U1变化，d随U2变化 D．d与U1无关，d与U2无关 [答案]　A (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。 [解析]　该题考查带电粒子在分离的电磁场中的运动。解题思路大致如下粒子在磁场中做圆周运动，根据几何关系确定半径从而求出磁感应强度，在电场中做类平抛运动，根据角度关系可以表示出vx利用牛顿第二定律和运动学公式可以表示出场强E，从而解决问题。 (1)如图，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设磁感应强度大小为B，粒子质量与所带电荷量分别为m和q，圆周运动的半径为R0。由洛仑兹力公式及牛顿第二定律得 拓展提升 一、基础知识要记牢 1．带电粒子在复合场中的运动情况分析 带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。 (1)当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线运动(如速度选择器)。 (2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。 2．带电粒子在复合场中的受力情况分析 (1)带电粒子在复合场中的运动问题是电磁学知识和力学知识的结合，分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处是多了电场力、洛伦兹力。 (2)带电粒子在复合场中的运动问题除了利用力学即动力学观点、能量观点来分析外，还要注意电场和磁场对带电粒子的作用特点，如电场力做功与路径无关，洛伦兹力方向始终和运动速度方向垂直永不做功等。 二、方法技巧要用好 分析带电粒子在复合场中运动问题的基本解题思路 三、易错易混要明了 1．忽略带电体的重力导致错误 带电体的重力是否忽略，关键看重力与其他力大小的关系比较，一般一些微观粒子如电子、质子、α粒子等的重力忽略不计，而一些宏观带电体，如带电小球、带电液滴等重力一般不能忽略。 2．不能挖掘出隐含条件导致错误 带电粒子在复合场中的运动，往往会出现临界状态或隐含条件，应以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，并根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解。 (2014·黑龙江齐齐哈尔二模)如图所示，绝缘的中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧的圆心为O′，半径为R；直线段AC、HD粗糙且足够长，与圆弧段分别在C、D端相切。整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和虚线ND右侧存在着电场强度大小相等、方向分别为水平向右和水平向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。 [答案]　AD 专题四　第三讲　 走向高考 · 二轮专题复习新课标版 · 物理 专题四　电场和磁场 走向高考 · 二轮专题复习新课标版 · 物理 电场和磁场 专题四 第三讲　带电粒子在复合场中的运动 专题四 课后强化作业 2 考