（步步高）2016版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档 专题五电场与磁场第2讲 带电粒子在复合场中的运动

（步步高）2016版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档 专题五电场与磁场第2讲 带电粒子在复合场中的运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台 带电粒子在复合场中的运动高考题型 1带电粒子在叠加场中的运动解题方略带电粒子在叠加场中运动的处理方法1弄清叠加场的组成特点2正确分析带电粒子的受力及运动特点3画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律(1)若只有两个场且正交，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止例如电场与磁场中满足 qE重力场与磁场中满足 mg力场与电场中满足 mg2)若三场共存时，合力为零，粒子做匀速直线运动，其中洛伦兹力 F方向与速度v 垂直(3)若三场共存时，粒子做匀速圆周运动，则有 mg子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即 m )当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或 2、能量守恒定律求解例 1 (2015漳州三模) 如图 1 在 标系第象限，磁场方向垂直 面向里，磁感应强度大小均为 B；电场方向水平向右，电场强度大小均为 E N/0 7 荷量 q0 6 C 的带正电粒子从 x 轴上 P 点以速度 入第象限，恰好在 s 后改变电场强度大小和方向，带电粒子在 面内做匀速圆周运动，取 g10 m/中物理资源下载平台 (1)带电粒子在 面内做匀速直线运动的速度 小和方向；(2)带电粒子在 面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向；(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第象限，x 轴上入射 P 点应满足何条件。 预测 1(2015临沂 5 月模拟) 如图 2 所示，在直角坐标系 3、 第二象限存在沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度的大小为 y 轴的左侧存在垂直于纸面的匀强磁场现有一质量为 m，带电荷量为q 的带电粒子从第二象限的 A 点( 3L ，L) 以初速度 x 轴正方向射入后刚好做匀速直线运动，不计带电粒子的重力图 2(1)求匀强磁场的大小和方向；(2)撤去第二象限的匀强磁场，同时调节电场强度的大小为 带电粒子刚好从 B 点(L,0)进入第三象限，求电场强度 大小；(3)带电粒子从 B 点穿出后，从 y 轴上的 C 点进入第四象限，若 E 2，求 C 点离坐标原点 O 的距离高中物理资源下载平台 带电粒子在组合场中的运动分析解题方略1带电粒子在电场中常见的运动类型 4、(1)匀变速直线运动：通常利用动能定理 求解对于匀强电场，电场力12 12 20做功也可以用 W解(2)偏转运动：一般研究带电粒子在匀强电场中的偏转问题对于类平抛运动可直接利用平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动分解的方法来处理2带电粒子在匀强磁场中常见的运动类型(1)匀速直线运动：当 vB 时，带电粒子以速度 v 做匀速直线运动(2)匀速圆周运动：当 vB 时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度做匀速圆周运动3设带电粒子在组合场内的运动实际上也是运动过程的组合，解决方法如下：(1)分别研究带电粒子在不同场区的运动规律在匀强磁场中做匀速圆周运动在匀强电场中，若速度方向与电场方 5、向平行，则做匀变速直线运动；若速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动高中物理资源下载平台 (2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系处理(3)当粒子从一个场进入另一个场时，分析转折点处粒子速度的大小和方向往往是解题的突破口例 2 (2015福州市 5 月模拟) 如图 3 所示，在第一象限有向下的匀强电场，在第四象限有垂直纸面向里的有界匀强磁场在 y 轴上坐标为(0，b) 的 M 点，一质量为 m，电荷量为 计重力)，以垂直于 y 轴的初速度 平向右进入匀强电场恰好从 x 轴上坐标为(2b,0) 的 N 点进入有界磁场磁场位于 y x4b 和横轴 x、纵轴 y 所包围的矩形区域内最 6、终粒子从磁场右边界离开求：图 3(1)匀强电场的场强大小 E；(2)磁感应强度 B 的最大值；(3)磁感应强度 B 最小值时，粒子能否从(4 b，射出。 画图说明预测 2(2015桂林三模)如图 4 所示，有三个宽度均相等的区域、；区域和内分别有方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(虚线为磁场边界) ，区域磁感应强度大小为 B，某种带正电的粒子，从孔 大小不同的速度沿图示与 角 30的方向进入磁场(不计重力)已知速度为 2，粒子在区域 内运动都不从边界 出，且运动时间相同，均为 (1)试求出粒子的比荷 ；速度为 2粒子从区域射出时的位置离 距离 L；)若速度为 v 的粒子在区域内的运动时间为 ，在 7、图示区域中，O 1方加竖直向下 1方对称加竖直向上的匀强电场，场强大小相等，速度为 v 的粒子恰好每次均垂直穿过、区域的边界并能回到 ，求所加电场强度大小与区域磁感应强度大小高考题型 3带电粒子在周期性变化的电磁场中的运动分析解题方略变化的电场或磁场往往具有周期性，粒子的运动也往往具有周期性这种情况下要仔细分析带电粒子的运动过程、受力情况，弄清楚带电粒子在变化的电场、磁场中各处于什么状态，做什么运动，画出一个周期内的运动径迹的草图例 3 (2015山东省师大附中模拟) 如图 5 所示，在 x 轴上方有垂直于 面向里的匀高中物理资源下载平台 ，磁感应强度为 0，在 x 轴下方有交替分布的匀强电场 8、和匀强磁场，匀强电场平行于 y 轴，匀强磁场 B 0 垂直于 面，图象如图 6 甲、乙所示一质量为 m、电荷量为q 的粒子在 t 刻沿着与 y 轴正方向成 60角方向从 A 点射入磁场，t2t 023时刻第一次到达 x 轴，并且速度垂直于 x 轴经过 C 点，C 与原点 O 的距离为 x 轴时经过 x 轴上的 D 点，D 与原点 O 的距离为 4L.(不计粒子重力，电场和磁场互不影响，结果用 B0、m、q、L 表示)图 5图 6(1)求此粒子从 A 点射出时的速度 2)求电场强度 大小和方向(3)粒子在 t9t 0 时到达 M 点，求 M 点坐标预测 3(2015陕西宝鸡二模) 如图 7 甲所 9、示，在边长为 L 的正方形 域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为 B，在匀强磁场区域的左侧有一电子枪，电子枪的阴极在单位时间内产生的电子数相同，电子枪的两极间加如图乙所示的加速电压，电子从电子枪射出后沿 向进入匀强磁场区域，已知电子的荷质比(比荷) 为 ，电子运动中不子在电子枪中运动的时间忽略不计，求：高中物理资源下载平台 (1)进入磁场的电子在磁场中运动的最长时间 最短时间 比值；(2)若在 0T 0 时间内射入磁场的电子数为 这些电子中有多少个电子从 射出磁场。 提醒：完成作业专题五第 2 讲高中物理资源下载平台 带电粒子在复合场中的运动高考题型 1带电粒子在叠加场中的运动例 1 10、(1)2 m/s方向斜向上与 x 轴夹角为 60(2)1 N/C 方向竖直向上(3)1)如图粒子在复合场中做匀速直线运动，设速度 x 轴夹角为 ，依题意得：重力 0 6 N，电场力 F 电 106 洛 0 6 N( (由 F 洛 B 得 m/ ，所以：60速度 m/s，方向斜向上与 x 轴夹角为 60(2)带电粒子在 面内做匀速圆周运动时，电场力 F 电 必须与重力平衡，洛伦兹力提供向心力故电场强度：E 1 N/C，方向竖直向上)如图带电粒子做匀速圆周运动恰好未离开第象限，圆弧左边与 y 轴相切 N 点；高中物理资源下载平台 ，PQv 0t 0.2 Bm ，0.2 PR600m.故：x 轴上入 11、射 P 点离 O 点距离至少为 (1) 方向垂直纸面向外) (3)( 1)解析(1)带电粒子做匀速直线运动，其所受合力为零，带电粒子受到的电场力沿 y 轴负方向，所以带电粒子受到的洛伦兹力方向沿 y 轴正方向，根据左手定则判定磁场方向垂直纸面向外根据带电粒子受到的洛伦兹力等于电场力，即：解得：B )撤去磁场后，带电粒子仅受电场力作用做类平抛运动根据牛顿第二定律：x 轴方向：2Lv 0ty 轴方向：L 2解得：E 2 )带电粒子穿过 B 点时竖直速度：高中物理资源下载平台 解得：v 1v 0则通过 B 点时的速度v v0与 x 轴正方向的夹角 245带电粒子在第三象限做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力E 2由(1)知 B 解得：R L2 1)L 带电粒子在组合场中的运动分析例 2(1) (2) (3) 不能，见解析图1)粒子在匀强电场中做类平抛运动：竖直位移为 yb x2bv 0a)根据动能定理，设粒子进入磁场时的速度大小为 2 20代入 E 可得 v 正 x 轴的夹角 有 2所以。