带电粒子在复合场中的运动

1、§3.7 带电粒子在复合场中的运动【教学目标】1掌握粒子在复合场中常见的运动类型。 2会对复合场中的带电粒子进行受力和运动分析。 3明确各种不同力的性质和特点；其次要正确地画出其运动轨迹，再选择恰当的规律求解【知识点一、复合场】复合场是指电场、_和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在【知识点二、带电粒子在复合场中的运动分类】1静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于_状态或做_2匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小_，方向_时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做_运动3较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与

2、初速度方向不在同一条直线上，粒子做_变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线4分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成总结：研究带电粒子在复合场中的运动时，首先要明确各种不同力的性质和特点；其次要正确地画出其运动轨迹，再选择恰当的规律求解【题型一带电粒子在复合场中的运动】【例1】在空间同时存在匀强磁场和匀强电场，匀强电场方向竖直向上，场强大小为E，匀强磁场方向和大小均未知，如图所示。现有一质量为m的带电小球，用长为L的绝缘线悬挂在一点，小球在水平面上以角速度作匀速圆周运动，顺着电场线方向观察，角速度为顺

3、时针旋转，这时线与竖直方向夹角为，线上拉力为零。 （1）小球带何种电荷？电量为多少？ （2）磁感应强度B的大小和方向分别是什么？（3）突然撤去磁场，小球将怎样运动？这时线上拉力多大？【例2】如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v与磁场垂直、与电场成450射入复合场中，恰能做匀速直线运动。求电场强度E的大小、磁感应强度B的大小。【例3】 如图9所示，套在绝缘的长直棒 上的小球，其质量为m、带电量为q.小球可在棒上滑动，将此棒放在互相垂直、方向如图所示的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E，磁感强度大小为B，小球与棒的滑动摩擦因数为，求

4、小球由静止下落的最大加速度和最大速度(设小球的带电量不变)【题型二带电粒子在组合场中的运动】【例4】在xOy平面内，第象限内的直 线OM是电场与磁场的边界，OM与y轴 负方向成45°角在x<0且OM的左侧空间存在着沿x轴负方向的匀强电场E，场强大小为0.32 N/C，在y<0且OM的右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0.10 T，如图8所示，不计重力的带负电的微粒，从坐标原点O沿y轴负方向以v02.0×103 m/s的初速度进入磁场，已知微粒的带电荷量为q5.0×1018 C，质量为m1.0×1024 kg，求：（1)带

5、电微粒第一次经过磁场边界点的位置坐标；(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间；(3)带电微粒最终离开电、磁场区域点的位置坐标(保留两位有效数字)【巩固练习】1如图1所示，一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成角，整个空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在A点时的动能为100 J，在C点时动能减为零，D为AC的中点，在运动过程中 ()A小球在D点时的动能为50 JB小球电势能的增加量等于重力势能的减少量图1C小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功 相等D到达C点后小球可能沿杆向上运动图32如图3所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向

6、里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b ()A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时，动能一定减小3如图4所示，空间某一区域中存在着方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里一个带 电粒子在这一区域中运动时动能保持不变，不计粒子的重力，则带电粒子运动的方向可能是 ()A水平向右

7、B水平向左图4C竖直向上 D竖直向下4如图5所示，匀强电场和匀强磁场相互垂直，现有一束带电粒子(不计重力)以速度v0沿图示方向恰能直线穿过以下叙述正确的是 ()A如果让平行板电容器左极板为正极，则带电粒子必须从下向上以v0进入该区域才能沿直线穿过图5B如果带正电粒子速度小于v0，以沿v0方向射入该区域时，其电势能越来越小C如果带负电粒子速度小于v0，仍沿v0方向射入该区域时，其电势能越来越大D无论带正、负电的粒子，若从下向上以速度v0进入该区域时，其动能都一定增加5如图6所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，

8、C点是运动的最低点，则液滴一定带负电；液滴在C点时动能最大；液滴在C点电势能最小；液滴在C点机械图6能最小以上叙述正确的是 ()A B C Dv0E6如图所示，一质量为m、电量为+q的带电小球以与水平方向成某一角度的初速度v0射入水平方向的匀强电场中，小球恰能在电场中做直线运动若电场的场强大小不变，方向改为相反同时加一垂直纸面向外的匀强磁场，小球仍以原来的初速度重新射人，小球恰好又能做直线运动求电场强度的大小、磁感应强度的大小和初速度与水平方向的夹角。7.电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为u）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.（已知电子的质量为m，电量为e）8如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上