高考物理复习第九章磁场能力课带电粒子在匀强磁场及复合场中运动市赛课公开课一等奖省名师获奖

能力课带电粒子在匀强磁场及复合场中运动1/83带电粒子在磁场中运动时临界问题2/83图13/83答案D4/83图25/83答案

C6/83图37/83答案C8/83图49/83(1)图中箭头表示某一粒子初速度方向，OA与初速度方向夹角为60°，要想使该粒子经过磁场后第一次经过A点，则初速度大小是多少？(2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子初速度不能超出多少？甲10/83乙11/83图512/8313/8314/83图(a)15/83图(b)16/8317/8318/83(1)电场强度E大小；(2)粒子抵达a点时速度大小和方向；(3)abc区域内磁场磁感应强度B最小值。图619/8320/8321/83处理带电粒子临界问题技巧方法(1)数学方法和物理方法结合：如利用“矢量图”“边界条件”等求临界值，利用“三角函数”“不等式性质”“二次方程判别式”等求极值。(2)临界问题普通解题流程方法技巧22/83(3)从关键词找突破口：许多临界问题，题干中惯用“恰好”、“最大”、“最少”、“不相撞”、“不脱离”等词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特定词语挖掘其隐藏规律，找出临界条件。23/83带电粒子在复合场中运动角度1带电粒子在复合场中运动应用实例24/8325/8326/83图727/83A．11 B．12 C．121 D．144解析设质子质量和电荷量分别为m1、q1，一价正离子质量和电荷量为m2、q2。对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得答案D28/83图829/8330/83答案

AC31/83图932/8333/83答案

CD34/83处理实际问题普通过程：方法技巧35/83角度2带电粒子在组合场中运动“磁偏转”和“电偏转”比较

电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以v⊥E进入匀强电场(不计重力)带电粒子以v⊥B进入匀强磁场(不计重力)受力情况只受恒定电场力F＝Eq只受大小恒定洛伦兹力F＝qvB运动情况类平抛运动匀速圆周运动36/8337/83图1038/83(1)粒子在磁场中运动轨道半径r和速度大小v1；(2)匀强电场电场强度大小E；(3)粒子从开始到第三次经过x轴时间t总。解析(1)依据题意可知，大致画出粒子在复合场中运动轨迹，如图所表示：39/8340/8341/8342/83【拓展延伸1】

改变电场方向

将【模拟示例5】中x轴下方匀强电场方向改成与x轴负方向成45°角，如图11所表示，若粒子沿平行电场线方向进入电场，且粒子沿电场线移动最大距离为h，求：图1143/83(1)匀强电场电场强度大小E；(2)粒子从开始到第三次经过x轴时间t。解析(1)带电粒子运动轨迹如图所表示：44/8345/8346/83【拓展延伸2】

改变释放点位置

将【模拟示例5】中带电粒子在a(2h，－2h)点由静止释放，粒子第二次经过x轴时恰好过坐标原点O。求：图12(1)匀强电场电场强度；(2)粒子从开始运动到第五次经过x轴时时间。47/83解析(1)粒子运动轨迹如图所表示：48/8349/8350/83“5步”突破带电粒子在组合场中运动问题方法技巧51/83图1352/83(1)电场强度大小与磁感应强度大小比值；

(2)该粒子在电场中运动时间。解析(1)如图，粒子进入磁场后做匀速圆周运动。设磁感应强度大小为B，粒子质量与所带电荷量分别为m和q，圆周运动半径为R0。由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得53/8354/8355/83角度3带电粒子在叠加场中运动1．磁场力、重力并存(1)若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。(2)若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒。2．电场力、磁场力并存(不计重力) (1)若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动。(2)若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体做复杂曲线运动，可用动能定理求解。56/833．电场力、磁场力、重力并存 (1)若三力平衡，带电体做匀速直线运动。 (2)若重力与电场力平衡，带电体做匀速圆周运动。 (3)若协力不为零，带电体可能做复杂曲线运动，可用能量守恒定律或动能定理求解。57/8358/83图14(1)小球做匀速直线运动速度v大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在这条电场线经历时间t。59/8360/8361/8362/8363/83图1564/83(1)求小滑块运动到C点时速度大小vC；(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做功Wf；(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，今后小滑块继续运动到水平地面上P点。已知小滑块在D点时速度大小为vD，从D点运动到P点时间为t，求小滑块运动到P点时速度大小vP。65/8366/8367/83带电粒子在叠加场中运动处理方法方法技巧68/831．(多项选择)如图16所表示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则(

)图1669/83A．若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动B．若电子从右向左飞入，电子将向上偏转C．若电子从左向右飞入，电子将向下偏转D．若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动解析若电子从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以向上偏，B选项正确；若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下。由题意知电子受力平衡将做匀速直线运动，D选项正确。答案

BD70/832.(·北京东城区模拟)如图17所表示，一束质量、速度和电荷量不全相等离子，经过由正交匀强电场和匀强磁场组成速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，以下说法中正确是(

)图1771/83A．组成A束和B束离子都带负电B．组成A束和B束离子质量一定不一样C．A束离子比荷大于B束离子比荷D．速度选择器中磁场方向垂直于纸面向外72/83答案

C73/83图1874/83A．它们最大速度相同B．它们最大动能相同C．两次所接高频电源频率不相同D．仅增大高频电源频率可增大粒子最大动能75/83答案

A76/8377/83图19A．粒子有可能打到A点B．以θ＝60°飞入粒子在磁场中运动时间最短C．以θ<30°飞入粒子在磁场中运动时间都相等D．在AC边界上只有二分之一区域有粒子射出78/83