鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 本章整合 (2).ppt

典例3如图所示,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为。已知粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)()BD专题四带电粒子在磁场中运动的临界极值问题典例5如图所示,左右边界分别为PP、QQ的匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子,沿图示方向以速度v0垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ射出,粒子入射速度v0的最大值是()C方法技巧带电粒子在磁场中运动的临界极值问题的分析方法借助半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析,确定轨迹圆和边界的关系,找出临界点,然后利用数学方法求解极值。注意:(1)刚好穿出或不穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。(2)当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。(3)当速率v变化时,圆心角大的,运动时间长。专题五带电粒子在组合场或叠加场中的运动1.带电粒子在组合场中的运动要依据粒子运动过程的先后顺序和受力特点辨别清楚在电场中做什么运动,在磁场中做什么运动。(1)带电粒子在匀强电场中的运动特点:①带电粒子沿平行于电场方向进入匀强电场时,做匀变速直线运动;②带电粒子沿垂直于电场方向进入匀强电场时,做类平抛运动。(2)带电粒子在匀强磁场中的运动特点:①当带电粒子(不计重力)的速度方向与磁场方向平行时,做匀速直线运动;②当带电粒子(不计重力)的速度方向与磁场方向垂直时,做匀速圆周运动。2.带电粒子在叠加场中的运动(1)当带电粒子在叠加场中做匀速运动时,根据平衡条件列方程求解。(2)当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程求解。(3)当带电粒子在叠加场中做非匀变速曲线运动时,常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。典例6如图甲所示,一个质量为m、电荷量为q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中的速度图像如图乙所示。则关于圆环所带的电性、匀强磁场的磁感应强度B和圆环克服摩擦力所做的功W,以下说法正确的是(重力加速度为g)()B典例7如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直纸面向里。一电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发,以与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中,正好做直线运动,当微粒运动到A(l,l)时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),微粒继续运动一段时间后,正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力,求:(1)电场强度E的大小;(2)磁感应强度B的大小;(3)微粒在复合场中运动的时间。解析(1)微粒在到达A(l,l)之前做直线运动,受力分析如图甲所示,根据平衡条件,有qE=mg,解得。典例8(2023山东聊城二中期末)在图示区域中,y轴右方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为B,y轴左方有一匀强电场,该匀强电场的电场强度大小为E,方向与y轴夹角为45°斜向右上方。有一质子以速度v0由x轴上的P点沿x轴正方向射入磁场,质子在磁场中运动一段时间以后从Q点进入y轴左方的匀强电场区域中,在Q点质子速度方向与y轴负方向夹角为45°,已知质子的质量为m,电荷量为q,不计质子的重力,且磁场区域和电场区域足够大,求:(1)Q点的坐标;(2)质子从P点出发到第三次穿越y轴时的运动时间;(3)质子第四次穿越y轴时速度的大小。解析(1)质子的运动轨迹如图所示质子在磁场中由牛顿第二定律有知识网络·体系构建专题突破·归纳整合目录索引知识网络·体系构建F=IlBsinθ,θ为B与I的夹角左手定则F=qvBsinθ,θ为B与v的夹角左手定则洛伦兹力始终与速度垂直,不做功专题突破·归纳整合专题一安培力与力学知识的综合应用1.通电导线在磁场中的平衡和加速(1)首先把立体图画成易于分析的平面图,如侧视图、正视图或俯视图等。(2)确定导线所处磁场的方向,根据左手定则确定安培力的方向。(3)结合通电导线的受力分析、运动情况等,根据题目要求,列出平衡方程或牛顿第二定律方程求解。2.安培力做功的特点和实质(1)安培力做功与路径有关,不像重力、电场力做功与路径无关。(2)安培力做功的实质:起传递能量的作用。