高考物理新一轮复习 带电粒子在复合场中的运动轨迹分析微讲座课件.ppt

微讲座 八 带电粒子在复合场中的运动轨迹分析 第八章磁场 带电粒子在复合场中的运动是历年高考中的压轴题 所以明确粒子的运动轨迹 类型及判定方法对于问题的解决至关重要 2 运动条件 解决思路 1 匀速直线运动 粒子受到的合场力为零 用平衡条件列方程 2 匀变速直线运动 一般情况下 带电粒子沿电场线进入匀强电场 且只受电场力作用 用动力学公式或动能定理列方程 3 类平抛运动 带电粒子垂直电场线进入匀强电场 且只受电场力作用 用运动的合成和分解加以解决 4 匀速圆周运动 带电粒子垂直进入匀强磁场 且只受洛伦兹力 用牛顿第二定律列方程 带电粒子垂直磁场进入正交的磁场 电场 重力场区域 列重力与电场力平衡方程和洛伦兹力提供向心力方程 5 变加速曲线运动 带电粒子在叠加场中做曲线运动的过程中 洛伦兹力的大小和方向均发生变化 一般列动能定理方程 带电粒子在复合场中运动时 是上述两种或三种运动的组合 因此要分段加以研究 关键弄清粒子从一区域进入另一区域时的位置 速度大小和方向 如图所示 一个带负电的粒子沿磁场边界从a点射出 粒子质量为m 电荷量为 q 其中区域 内的匀强磁场宽为d 磁感应强度为b 区域 宽也为d 粒子从a点射出后经过 区域后能回到a点 不计粒子重力 1 求粒子从a点射出到回到a点经历的时间t 2 若在区域 内加一水平向左的匀强电场且区域 的磁感应强度变为2b 粒子也能回到a点 求电场强度e的大小 3 若粒子经 区域后返回到区域 前的瞬间使区域 的磁场反向且磁感应强度减半 则粒子的出射点距a点的距离为多少 答案 见解析 丙 答案 1 7 2 103n c 2 4cm 3 3 86 10 4s 2013 高考福建卷 如图甲 空间存在一范围足够大的垂直于xoy平面向外的匀强磁场 磁感应强度大小为b 让质量为m 电荷量为q q 0 的粒子从坐标原点o沿xoy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中 不计重力和粒子间的影响 1 若粒子以初速度v1沿y轴正向入射 恰好能经过x轴上的a a 0 点 求v1的大小 2 已知一粒子的初速度大小为v v v1 为使该粒子能经过a a 0 点 其入射角 粒子初速度与x轴正向的夹角 有几个 并求出对应的sin 值 3 如图乙 若在此空间再加入沿y轴正向 大小为e的匀强电场 一粒子从o点以初速度v0沿y轴正向发射 研究表明 粒子在xoy平面内做周期性运动 且在任一时刻 粒子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比 比例系数与场强大小e无关 求该粒子运动过程中的最大速度值vm 1 2014 郑州质检 如图所示 中轴线pq将矩形区域mndc分成上 下两部分 上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场 下部分充满垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度皆为b 一质量为m 带电荷量为q的带正电的粒子从p点进入磁场 速度与边mc的夹角 30 mc边长为a mn边长为8a 不计粒子重力 求 1 若要该粒子不从mn边射出磁场 其速度最大是多少 2 若要求该粒子恰从q点射出磁场 其在磁场中的运行时间最少是多少 2 2014 襄阳调研 如图所示 圆心为坐标原点o 半径为r的圆将xoy平面分为两个区域 即圆内区域 和圆外区域 区域 内有方向垂直于xoy平面的磁感应强度为b1的匀强磁场 平行于x轴的荧光屏垂直于xoy平面 放置在y 2 2r的位置 一束质量为m 电荷量为q 动能为e0的带正电的粒子从坐标为 r 0 的a点沿x轴正方向射入区域 当区域 内无磁场时 粒子全部打在荧光屏上坐标为 0 2 2r 的m点 且此时 若将荧光屏沿y轴负方向平移 粒子打在荧光屏上的位置不变 若在区域 内加上方向垂直于xoy平面的磁感应强度为b2的匀强磁场 上述粒子仍从a点沿x轴正方向射入区域 则粒子全部打在荧光屏上坐标为 0 4r 2 2r 的n点 求 1 打在m点和n点的粒子的运动速度v1 v2的大小 2 b1 b2的大小和方向 3 若将区域 中的磁场撤去 换成平行于x轴的匀强电场 仍从a点沿x轴正方向射入区