高三物理带电粒子场中运动.ppt

关于高三物理带电粒子场中运动第1页，共11页，星期日，2025年，2月5日如图所示，带电粒子垂直射入匀强磁场中因洛仑兹力始终垂直于速度，所以当带电粒子垂直射入匀强磁场时，一定作匀速圆周运动，其向心力由洛仑兹力提供．从上式可推出，若带电粒于在磁场中，所通过的圆弧对应的圆心角为θ（弧度），则运动时间即运动的时间与粒子的初速、半径无关．第2页，共11页，星期日，2025年，2月5日情境：如图中圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一电量为q，质量为m的负离子从a点沿圆形区域的直径射入.ao①入射、出射速度的垂线的相交点。确定圆周运动的圆心方法②作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动:必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力第3页，共11页，星期日，2025年，2月5日解答有关运动电荷在有界匀强磁场中的运动问题时，我们可以将有界磁场视为无界磁场让粒子能够做完整的圆周运动。确定粒子圆周运动的圆心，作好辅助线，充分利用圆的有关特性和公式定理、圆的对称性等几何知识是解题关键，如弦切角等于圆心角的一半、速度的偏转角等于圆心角。粒子在磁场中的运动时间与速度方向的偏转角成正比。解题思路第4页，共11页，星期日，2025年，2月5日2009(金学导航6-523)在xOy坐标系的第Ⅱ象限内，x轴和平行x轴的虚线之间有磁感应强度大小为T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，虚线过y轴上的P点，OP=1．0m，在x≥O的区域内有磁感应强度大小为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场。许多质量m=电荷量C的粒子，以相同的速率从c点沿纸面内的各个方向射人磁感应强度为B1的区域，OC=0.5?m。有一部分粒子只在磁感应强度为B1的区域运动，有一部分粒子在磁感应强度为B1的区域运动之后将进入磁感应强度为B2的区域。设粒子在B1区域运动的最短时间为t1，这部分粒子进入磁感应强度为B2的区域后在B2区域的运动时间为t2，已知t2=4t1。不计粒子重力。求：

(1)粒子在磁感应强度为B1的区域运动的最长时问t0=??

(2)磁感应强度B2的大小??

B1B2O1.6x10-25kgq=+1.6x10-18B1=2x10-2V=2x105m/s第5页，共11页，星期日，2025年，2月5日B1B2解析粒子沿x轴方向进入,B1区域最短时间为t1在B2内:由于又由于得故O第6页，共11页，星期日，2025年，2月5日例２.在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m、电量为q的带电质点，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限。重力加速度为g。求：（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。yxP1P2P3O第7页，共11页，星期日，2025年，2月5日yxP1P2P3Ov0v（1）质点从P1到P2，由平抛运动规律，2h=v0t，vy=gt则v0=vy=，方向与x轴负方向成45°角（2）质点从P2到P3，重力与电场力平衡，洛仑兹力提供向心力Eq=mg解得：E=，B=(2R)2=(2h)2+(2h)2yxP1P2P3Ov0vvvx第8页，共11页，星期日，2025年，2月5日