带电粒子在复合场中的运动(组合场)(修改).doc

9.4 带电粒子在复合场中的运动（组合场）5考点梳理1三种场的比较 力的特点功和能的特点重力场大小：Gmg；方向：竖直向下重力做功与路径无关；重力做功改变物体的重力势能静电场大小：F=qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关：WqU；电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力FqvB方向：左手定则洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的速度大小2复合场(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场交替出现要点探究要点一带电粒子在组合场中的运动1近几年各省市的高考题在这里的命题情景大都是组合场模型，或是一个电场与一个磁场相邻，或是两个或多个磁场相邻2解题时要弄清楚场的性质、场的方向、强弱、范围等3要进行正确的受力分析，确定带电粒子的运动状态4分析带电粒子的运动过程，画出运动轨迹是解题的关键5.解决带电粒子在组合场中运动问题的思路方法例1(2011新课标)如图所示，在区域(0xd)和区域(d0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域，其速度方向沿x轴正向已知a在离开区域时，速度方向与x轴正向的夹角为30；此时，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射入区域，其速度大小是a的不计重力和两粒子之间的相互作用力求：(1)粒子a射入区域时速度的大小；(2)当a离开区域时，a、b两粒子的y坐标之差例2如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为 L/2，PQ板带正电，MN板带负电，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场一个带电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场，不计粒子重力求： 两金属板间所加电场的场强大小； 匀强磁场的磁感应强度B的大小例3如图所示，在直角坐标系的第象限和第象限存在着电场强度均为E的匀强电场，其中第象限电场沿x轴正方向，第象限电场沿y轴负方向在第象限和第象限存在着磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里有一个电子从y轴的P点以垂直于y轴的初速度v0进入第象限，第一次到达x轴上时速度方向与x轴负方向夹角为45，第一次进入第象限时，与y轴负方向夹角也是45，经过一段时间电子又回到了P点，进行周期性运动已知电子的电荷量为e，质量为m，不考虑重力和空气阻力求：(1)P点距原点O的距离；(2)粒子第一次到达x轴上C点与第一次进入第象限时的D点之间的距离；(3)电子从P点出发到第一次回到P点所用的时间例4在竖直平面内，以虚线为界分布着如图所示的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场的方向竖直向下，大小为E；匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B虚线与水平线之间的夹角为45，一个带负电荷的粒子在O点以速度v0水平射入匀强磁场，已知带电粒子所带的电荷量为q，质量为m(重力忽略不计，电场、磁场区域足够大)求：(1)带电粒子第1次通过虚线时距O点的距离；(2)带电粒子从O点开始到第3次通过虚线时所经历的时间；(3)带电粒子第4次通过虚线时距O点的距离带电粒子在复合场中的运动（组合场）应用1(2011大纲)如图所示，与水平面成45角的平面MN将空间分成和两个区域一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平向右射入区粒子在区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里求粒子首次从区离开时到出发点P0的距离粒子的重力可以忽略2如图所示，在xOy平面内，第象限内的直线OM是电场与磁场的分界线，OM与x轴的负方向成45角，在x0且OM的左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B，磁感应强度大小为0.1 T；在y0且OM的右侧空间存在着沿y轴正方向的匀强电场E，场强大小为0.32 N/C一不计重力的带负电微粒，从坐标原点O沿x轴负方向以v02103 m/s的初速度进入磁场，最终离开电、磁场区域已知微粒的电荷量q51018 C，质量m11024 kg求：(1)带电微粒在磁场中做圆周运动的半径；(2)带电微粒第一次进入电场前运动的时间；(3)带电微粒第二次进入电场后在电场中运动的水平位移3如图所示，平行金属板倾斜放置，AB长度为L，金属板与水平方向的夹角为一电荷量为q、质量为m的带电小球以水平速度v0进入电场，且做直线运动，到达B点，离开电场后，进入如图所示的电磁场(图中电场未画出)区域做匀速圆周运动，并竖直向下穿出电磁场，磁感应强度为B求：(1)带电小球进入电磁场区域时的速度v；(2)带电小球进入电磁场区域运动的时间；(3)重力在电磁场区域对小球所做的功4(2011重庆)某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动如图所示，材料表面上方矩形区域PPNN充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形区域NNMM充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，长为3s，宽为s；NN为磁场与电场之间的薄隔离层一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子，从P点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，运动方向不变，其动能损失是每次穿越前动能的10%，最后电子仅能从磁场边界MN飞出不计电子所受重力(1)求电子第二次与第一次圆周运动半径之比；(2)求电场强度的取值范围；(3)A是MN的中点，若要使电子在A、M间垂直于AM飞出，求电子在磁场区域中运动的时间5如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B2103 T；磁场右边是宽度L0.2 m、场强E40 V/m、方向向左的匀强电场一带电粒子电荷量q3.21019 C，质量m6.41027 kg，以v4104 m/s的速度沿OO垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(画在给出的图中)(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能Ek.6(2008宁夏24)如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外有一质量为m，带有电荷量q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角为，A点与原点O的距离为d.接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场，不计重力影响若OC与x轴的夹角也为，求：(1)粒子在磁场中运动速度的大小；(2)匀强电场的场强大小7如图所示装置中，区域和中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、带电荷量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60角射入区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入区域的匀强电场中求：(1)粒子在区域匀强磁场中运动的轨迹半径；(2)O、M间的距离；(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间8如图所示，坐标平面第象限内存在大小为E4105 N/C、方向水平向左的匀强电场，在第象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场质荷比为41010 N/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v02107 m/s垂直x轴射入电场，OA0.2 m，不计重力求：(1)粒子经过y轴时的位置到原点O的距离；(2)若要求粒子不能进入第三象限，求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)9如图所示的平面直角坐标系中，虚线OM与x轴成45角，在OM与x轴之间（包括x轴）存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在y轴与OM之间存在竖直向下、电场强度大小为E的匀强电场，有一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子以某速度沿x轴正方向从O点射入磁场区域并发生偏转，不计带电粒子的重力和空气阻力，在带电粒子进入磁场到第二次离开电场的过程中，求： 若带电粒子从O点以速度v1进入磁场区域，求带电粒子第一次离开磁场的位置到O点的距离 若带电粒子第二次离开电场时恰好经过O点，求粒子最初进入磁场时速度v的大小并讨论当v变化时，粒子第二次离开电场时的速度大小与v大小的关系10如图所示，左侧为两板长为L = 10 cm、间距d = cm的平行金属板，加上U = 104 V的电压，上板电势高；现从左端沿中心轴线方向射入一个重力不计的带电微粒，微粒质量m = 1.01010 kg，带电荷量q = +1.0104 C，初速