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 分层作业6 带电粒子在组合场或叠加场中的运动.ppt

(2)解法一:撤去磁场,小球在重力与静电力的合力作用下做类平抛运动,设其加速度为a,有设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x,有x=vt乙1234567891011解法二:撤去磁场后,由于静电力垂直于竖直方向,它对竖直方向的分运动没有影响,以P点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直方向上做匀减速运动,其初速度为vy=vsinθ若使小球再次穿过P点所在的电场线,仅需小球在竖直方向上的分位移为零,则有答案(1)20m/s,方向与电场方向成60°角斜向上1234567891011123456789101110.(2024四川内江高二期末)如图所示,平行板电容器的两极板a、b水平放置,在两极板间加有可调节的电压,让上极板带正电,下极板带负电,下极板正中央有一小孔。在电容器下方有足够长且宽度分别为L和的两个磁场区域,c、d、e分别为相互平行的磁场边界,c边界与下极板b成30°角,cd间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为B1的匀强磁场,de间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为B2的匀强磁场。在a极板正中间有一离子源,能释放出质量为m、电荷量为q、初速度可忽略的正离子束,经加速电压加速后,沿纸面竖直向下射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。则:1234567891011(1)要使离子不进入de区域的磁场,加在a、b两极板间的最大电压U1是多少?(2)若B2=2B1,要使离子不从e边界出去,加在a、b两极板间的最大电压U2是多少?1234567891011解析(1)离子不进入de区域的磁场,则离子在cd区域中做圆周运动的轨迹半径越大,速度越大,加速电压越大,可知,当离子轨迹恰好与d边界相切时,a、b两极板间的电压最大,作出轨迹如图所示根据几何关系有R1-R1sin30°=L解得R1=2L1234567891011由于B2=2B1则有R2=2R3此时离子在B2磁场中的轨迹恰好与虚线e相切,作出轨迹如图所示令粒子刚刚越过虚线d时,速度与虚线d夹角为θ,根据几何关系有1234567891011123456789101111.如图所示,xOy坐标系第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度B大小相等,方向如图所示。现有一个质量为m,电荷量为+q的带电粒子在该平面内从x轴上的P点,以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点且与y轴成45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限的磁场。已知OP之间的距离为d(不计粒子的重力)。求:(1)O点到Q点的距离。(2)磁感应强度B的大小。(3)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴所用的时间。1234567891011解析(1)设Q点的纵坐标为h,到达Q点的水平分速度为vx。P到Q受到的恒定电场力与初速度垂直,为类平抛运动,则由类平抛运动的规律可知竖直方向做匀速直线运动h=v0t123456789101112345678910111234567891011A组必备知识基础练1.(多选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则()A.此空间一定不存在磁场B.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向平行C.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向垂直D.此空间可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度方向垂直BD1234567891011解析由洛伦兹力公式可知:当v的方向与磁感应强度B的方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力作用,因此电子未发生偏转,不能说明此空间一定不存在磁场,此空间可能有磁场,磁场方向与电子速度方向平行,故选项B正确,选项A、C错误。此空间也可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度方向垂直,导致电子所受合力为零,故选项D正确。12345678910112.(多选)如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力,则()A.若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入,电子也沿直线运动B.若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入,电子将向上偏转C.若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入,电子将向下偏转D.若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入,电子也沿直线运动BD1234567891011解析若电子从