浙江省桐乡市高考物理一轮复习 带电粒子的运动专题课件.ppt

带电粒子的运动专题 观点 带电粒子的运动与一般物体的运动本质上是一样的 无非就是增加了电场力和洛仑兹力 按照高考要求 其运动形式只能是匀变速直线 类平抛 匀速圆周三种运动 主要是几何关系 因此画图分析受力情况和运动过程是解决此类问题的基础 跳出界外看本质 带电粒子垂直进入磁场 可以做哪些运动 能否作平抛运动 典例1 一质量为m 带电量为 q的粒子以速度v从o点沿y轴正方向射入磁感应强度为b的圆形匀强磁场区域 磁场方向垂直纸面向外 粒子飞出磁场区域后 从b处穿过x轴 速度方向与x轴正方向的夹角为30 同时进入场强为e 方向沿与与x轴负方向成60 角斜向下的匀强电场中 通过了b点正下方的c点 如图示 不计重力 试求 1 圆形匀强磁场区域的最小面积2 c点到b点的距离h 解 1 反向延长vb交y轴于o2点 作 bo2o的角平分线交x轴于o1 o1即为圆形轨道的圆心 半径为r oo1 mv qb 画出圆形轨迹交bo2于a点 如图虚线所示 最小的圆形磁场区域是以oa为直径的圆 如图示 b到c受电场力作用 做类平抛运动 hsin30 vthcos30 1 2 qe m t2 t 2mv qetg30 24 18分 如图所示 在y 0的空间中存在匀强电场 场强沿y轴负方向 在y 0的空间中 存在匀强磁场 磁场方向垂直xy平面 纸面 向外 一电量为q 质量为m的带正电的运动粒子 经过y轴上y h处的点p1时速率为v0 方向沿x轴正方向 然后 经过x轴上x 2h处的p2点进入磁场 并经过y轴上y 2h处的p3点 不计重力 求 l 电场强度的大小 2 粒子到达p2时速度的大小和方向 3 磁感应强度的大小 解 1 p1到p2做平抛运动 h 1 2at22h v0tqe ma 解得e mv02 2qh 2 vy2 2ah 2qeh m v02 vy v0vx v0 45 3 p2到p3做匀速圆周运动 圆心在p2p3的中点 如图示 由qbv mv2 r得r mv0 qb 由几何关系 b mv0 qh 高考回放如图所示 abcd是边长为a的正方形 质量为m 电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于bc边射入正方形区域 在正方形适当区域中有匀强磁场 电子从bc边上的任意点入射 都只能从a点射出磁场 不计重力 求 1 匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小 2 匀强磁场区域的最小面积 高考回放如图所示 x轴正方向水平向右 y轴正方向竖直向上 在xoy平面内有与y轴平行的匀强电场 在半径为r的圆内还有与xoy平面垂直的匀强磁场 在圆的左边放置一带电微粒发射装置 它沿x轴正方向发射出一束具有相同质量m 电荷量q q 0 和初速度v的带电微粒 发射时 这束带电微粒分布在0 y 2r的区间内 已知重力加速度大小为g 1 从a点射出的带电微粒平行于x轴从c点进入有磁场区域 并从坐标原点o沿y轴负方向离开 求点场强度和磁感应强度的大小和方向 2 请指出这束带电微粒与x轴相交的区域 并说明理由 3 若这束带电微粒初速度变为2v 那么它们与x轴相交的区域又在哪里 并说明理由 同理可得 与速度为对应的 粒子垂直方向偏离的距离为速率在区间射出的 粒子速宽为y2 y1 方向水平向右 4 由对称性可以设计出如图所示的磁场区域 最后形成聚焦 且方向水平向右 如图所示的坐标系 x轴沿水平方向 y轴沿竖直方向 在x轴上方空间的第一 第二象限内 既无电场也无磁场 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