20xx_最新_高考物理_之磁场_4_带电粒子在复合场中的运动(编辑修改稿)

20xx_最新_高考物理_之磁场_4_带电粒子在复合场中的运动(编辑修改稿)内容摘要：

s 点出发后，经两圆筒之间的电场加速，从 a 孔 垂直筒壁射入磁场 .设射入磁场时的速度为 v，有关系式： o1 + q c o S d b a 乙 K A M N P Q O B E d L U v0 K A M N P Q O B E d L U v0 v θ θ Δ y v —— 最专业的中小学教学资源共享平台 新课标教学网（ ） 海量教学资源欢迎下载。 第 4 页 共 9 页 221mvqU ① 进入磁场后，受洛伦兹力作用作匀速圆周运动，有关系式： RvmqvB 2 ② 根据题意，要求粒子在最后又回到出发点 s，必须使粒子能从 狭缝 b(或 d)沿径向飞入，在两筒壁间先作减速运动，然后又反向 加速从原狭缝飞出，依次循环，如图乙所示 .因此要求粒子在磁场 中作圆周运动的半径应满足条件： R=r0 ③ 联立 ① 、 ② 、 ③ 式可得两极之间的电压为mBqrU 2 220 点评： 此类问题需要明确带电粒子的运动过程，科学大胆想象粒子的运动轨迹，结合圆周运动解题的要领：找轨道圆心，定轨道半径，洛仑兹力提供向心力，建立方程组解决相关问题。 例 6： (20xx重庆模拟 )在竖直平面内有一圆形绝缘轨道，半径 R=1m，匀强磁场垂直于轨道平面向里，一质量为 m=110－ 3kg，带电量为 q = 310－ 2C 的小球，可在内壁滑动．现在最低点处给小球一个水平初速度 v0，使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动，图甲是小球在竖直平面内做圆周运动 的速率 v 随时间变化的情况，图乙是小球所受轨道的弹力 F 随时间变化的情况，小球一直沿圆形轨道运动 .结合图象所给数据， g 取 10m/s2 ．求： （ 1）磁感应强度的大小． （ 2）小球从开始运动至图甲中速度为2m/s 的过程中，摩擦力对小球做的功． 解析： （ 1）从甲图可知，小球第二次过最高点时，速度大小为 2m/s，而由乙图可知，此时轨道与球间弹力为零， Rmvq v Bmg /2 代入数据，得 B= （ 2）从乙图可知，小球第一次过最低点时，轨道与球面之间的弹力为 F=10－ 2N，根据牛顿第二定律， RmvBqvmgF /200  代入数据，得 v0=7m/s. 以上过程，由于洛仑兹力不做功 ,由动能定理可得 : 甲 t/s 乙 t/s 2 102 0 v/m s 1 F/N 0 v0 —— 最专业的中小学教学资源共享平台 新课标教学网（ ） 海量教学资源欢迎下载。 第 5 页 共 9 页 mg2R+Wf = mv2/2 mv02/ 2 代入数据得 : Wf =103J 点拨： 实物和图形相结合是高考中的热点问题，解题时，结合受力分析和图形判定粒子在圆弧的最低点所受弹力最大，在圆弧的最高点所受弹力最小，因为摩擦力不断变化，所以本题适宜用动能定理和向心力的有关知识加以解决。 例 7： 如图中甲所示，真空中两水平放置的平 行金属板 C、 D，上面分别开有正对的小孔 O1和 O2，金属板 C、 D接在正弦交流电源上， C、 D两板间的电压 UCD随时间 t变化的图线如图中乙所示。 t=0时刻开始，从 C板小孔 O。