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专题 带电粒子在组合场中的运动 教学目标 1 知道什么是组合场 以及组合场的特点 2 掌握带电粒子在组合场中的运动分析的基本方法和思路 知识回顾 末速度v 1 带电粒子在匀强电场中做什么运动 a 若初速度v0 0 粒子做匀加速直线运动 加速度 b 若v0方向与匀强电场方向垂直 则做类平抛运动 沿初速度方向做匀速直线运动 Vx v0 x v0t 垂直于初速度方向做初速度为零的匀加速直线运动 速度的夹角 2 带电粒子垂直射入匀强磁场中做什么运动 匀速圆周运动 由洛伦兹力提供向心力 圆周运动半径 圆周运动周期 讨论 如何研究带电粒子在电场 磁场 重力场组成的组合场中的运动 1 组合场是指电场与磁场 不计重力 同时存在 但各位于一定的区域内且并不重叠的情况 带电粒子在一个场中只受一个场力的作用 2 方法指导 弄清过程 分段研究 要进行多过程问题的分析 一定要分别分析清楚带电粒子在各种场区中的受力情况和运动情况 抓住转折点 需要找到粒子在不同场区中 运动的关联量或运动变化转折点的隐含条件 一般来说 抓住两场区边界的速度方向是解决此类问题的关键 画草图 列方程 画出粒子运动轨迹的草图 根据不同场区的运动情况列方程 最后联立求解 例1 如图所示 在x0y平面直角坐标系中 与x轴成角过原点的虚线OP是磁场和电场的分界线 左侧为垂直直面向外 磁感应强度大小为B的匀强磁场区 右侧为与x轴成角 场强大小为E的匀强电场区 一质量为m 电荷量为q的带正电粒子 从y轴上N点以速度v0垂直磁场方向射入磁场 v0的方向与y轴成角 不计粒子能在电场中做直线运动 求 1 N点坐标 2 粒子从释放到第三次到达虚线所经历的时间及位置坐标 课堂练习 1 在如图所示的直角坐标系xoy中 矩形区域oabc内有垂直于纸面向外的匀强磁场 磁感应强度大小为B 5 0 10 2T 第一象限内有沿 y方向的匀强电场 电场强度大小为E 1 0 105N C 已知矩形区域oa边长为0 60m ab边长为0 20m 在bc边中点N处有一放射源 某时刻 放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为 2 0 106m s的某种带正电粒子 带电粒子质量m 1 6 10 27kg 电荷量为q 3 2 10 19kg 不计粒子重力 求 计算结果保留两位有效数字 1 粒子在磁场中运动的半径 2 从x轴上射
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