《2022年高三物理《带电粒子在电场和磁场中的运动专题复习》.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高三物理《带电粒子在电场和磁场中的运动专题复习》.docx（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载其次轮专题：带电粒子在电场和磁场中的运动第一部分 相关学问点归纳考试大纲对此部分的说明：带电粒子在匀强电场中运动的运算,只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于电场 的情形洛仑兹力的运算只限于速度与磁感应强度垂直的情形一、不计重力的带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速（或减速）qU当电荷量为 q 、质量为 m、初速度为v 的带电粒子经电压U 加速后, 速度变为tv ,由动能定理得：2 qU,这个关系式对任意静电场都是适用的；1mvt21mv02；如v00,就有vt22m对于带电粒子在电场中的加速问题,应突出动能定理
2、的应用；有时也会遇到带电粒子在电场中即加速又减速,甚至是互逆的过程,此时要留意运用匀变速直线运动的相关学问进行分析和求解；2带电粒子在匀强电场中的偏转（类平抛）电荷量为 q 、质量为 m 的带电粒子由静止开头经电压U 1 加速后,以速度 v 垂直进入由两带电平行金属板产生的匀强电场中, 就带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,其轨迹是一条抛物线 如下列图 ；qU 1 1 mv 1 22设两平行金属板间的电压为 U 2,板间距离为 d,板长为 L ；1 带电粒子进入两板间后粒子在垂直于电场的方向上做匀速直线运动,有：vx v 1, L v 1 t粒子在平行于电场的方向上做初速度为零的匀加速直线运动,
3、有：v y at , y 1at 2, a qE qU 22 m md2 22 带电粒子离开极板时 侧移距离 y 1 at 2 qU 2 L2 U 2 L2 2 mdv 1 4 dU 1偏转角度 的正切值 tan at qU 2 L2 U 2 Lv 1 mdv 1 2 dU 1如距偏转极板右侧 D 距离处有直立的屏,在求电子射到屏上的侧移距离时有一个很有用的推论：全部离开偏转电场的运动电荷似乎都是从极板中心沿中心与射出点的连线射出的这样很简单得到电荷在屏上的侧移距离 y D Ltan；2以上公式要求在能够证明的前提下熟记,并能通过以上式子分析、争论侧移距离和偏转角度与带电粒子的速度、动能、比荷
4、等物理量的关系；二、不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载1匀速直线运动：如带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向平行,就粒子做匀速直线运动；2匀速圆周运动：如带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直,就粒子做匀速圆周运动；为质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子以初速度v 垂直进入匀强磁场B 中做匀速圆周运动,其角速度RmvT2m与v、R无关）f1qB,轨道半径为R,运动的周期为T,就有：qvBm2 vm2Rmvm22Rm2f2RqBqBT2mRT3对于带电粒子在匀强
5、磁场中做匀速圆周运动的问题,应留意把握以下几点：1 粒子圆轨迹的圆心的确定如已知粒子在圆周运动中的两个详细位置及通过某一位置时的速度方向,可在已知的速度方向的位置作速度的垂线,同时作两位置连线的中垂线,两垂线交点为圆轨迹的圆心,如图甲所示；如已知做圆周运动的粒子通过某两个详细位置的速度方向,可在两位置上分别作两速度的垂线,两垂线交点为圆轨迹的圆心,如图乙所示；如已知做圆周运动的粒子通过某详细位置的速度方向及圆轨迹半径 R,可在该位置上作速度的垂线,垂线上距该位置 R 处的点为圆轨迹的圆心 利用左手定就判定圆心在已知位置的哪侧 ,如图丙所示；图甲图乙图丙（2粒子圆轨迹的半径的确定可直接运用公式
6、R mv 来确定qB画出几何图形,利用半径 R 与题中已知长度的几何关系来确定在利用几何关系时,要留意个重要的几何特点：粒子速度的偏向角（）等于对应轨迹圆弧的圆心角（）,并等于弦切角（）的两倍,如右上图所示；3 粒子做圆周运动的周期的确定可直接运用公式T2m来确定图甲qB利用周期T 与题中已知时间t 的关系来确定； 如粒子在时间 t 内通过的圆弧所对应的圆心角为,就有：t3600T或（t2T）4 圆周运动中有关对称的规律从磁场的直边界射入的粒子,如再从今边界射出,就速度方向与边界的夹角相等,如图甲所示；在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子必沿径向射出,如图乙所示5 圆周运动中涉及到多解问题带电粒
7、子电性不确定形成多解；磁场方向不确定形成多解；名师归纳总结 临界状态不唯独形成多解；图乙第 2 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载 运动的重复性形成多解；6带电粒子在有界磁场中运动的极值问题 刚好穿出磁场边界的条件通常是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切三、带电粒子在复合场中的运动1高中阶段所说的复合场有四种组合形式：电场与磁场的复合场；磁场与重力场的复合场；电场与重力场的复合场；电场、磁场与重力场的复合场2带电粒子在复合场中的运动性质取决于带电粒子所受的合外力及初速度；因此,应把带电粒 子的运动情形和受力情形结
8、合起来进行分析；当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时,带电粒 子做匀速直线运动 如速度挑选器 ,应依据平稳条件列方程求解；当带电粒子所受的重力与电场力 等值、反向,由洛伦兹力供应向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,往往运用牛顿其次定律和平稳条件列方程联立求解；当带电粒子所受合外力是变力,且与初速度方向不在一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,洛伦兹力随速度变化而变化,其轨迹既不是圆弧也不是抛物 线,应选用动能定理或能的转化和守恒定律列方程求解；3带电粒子所受三种场力的特点1 洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关当带电粒子的速度与磁场方向平行时,F 洛0；当带电粒子的速度
9、与磁场方向垂直时,F qvB洛伦兹力的方向垂直于速度 v 和磁感应强度 B 所决定的平面无论带电粒子做什么运动,洛伦兹力都不做功2 电场力的大小为qE ,方向与电场强度E 的方向及带电粒子所带电荷的性质有关；电场力做功与路径无关,其数值除与带电粒子的电荷量有关外,仍与其始末位置的电势差有关；3 重力的大小为mg,方向竖直向下； 重力做功与路径无关,其数值除与带电粒子的质量有关外,仍与其始末位置的高度差有关；留意：微观粒子如电子、质子、离子一般都不计重力；对带电小球、液滴、油滴、金属块等实际的物体没有特别交代时,应当考虑其重力；对未知名的、题中又未明确交代的带电粒子,是 否考虑其重力,就应依据题
10、给物理过程及隐含条件详细分析后作出符合实际的判定由于带电粒子在复合场中的受力情形复杂,运动情形多变,往往显现临界问题,这时应以题目中 的“ 恰好” 、“ 最大” 、“ 最高” 、“ 至少” 等词语为突破口,挖掘隐含条件,并依据临界条件列出帮助方 程,再与其他方程联立求解四、带电粒子在有边界的磁场中的运动例 1 如下列图, P是一个放射源, 从开口处在纸面内向各个方向放出某种粒子 不计重力 ,而这些粒子最终必需全部垂直射究竟片 MN这一有效区域,并要求底片荷量为 q 的带正电的粒子,且全部的粒子速率都是MN上每一地方都有粒子到达假设放射源所放出的是质量为 m、电v , M 与放射源的出口在同一水
11、平面上,底片 MN竖直放置,底片MN的长为 L为了实现上述目的,我们必需在P 的出口处加一有界匀强磁场求：第 3 页,共 15 页 1匀强磁场的方向 2画出所需最小有界匀强磁场的区域,并用阴影表示 3匀强磁场的磁感应强度B 的大小以及最小有界匀强磁场的面积S名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载点评： 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,几何关系的作用有时是解题的关键半径相等的圆相交时,在两相交点作不同圆的切线,如下列图AC 是圆 O1 的切线, BD 是圆 O2 的切线,就 AC 肯定平行于 BD例 2 在直角坐标系
12、 xOy中,有一半径为 R的圆形匀强磁场区域,磁感应强度为 B,磁场方向垂直 xOy平面对里,该区域的圆心 O1的坐标为 R, 0 ,如下列图有一个质量为 m、带电荷量为 q的离子由静止经电场加速后从点 A0 ,R/2 沿 x 轴正方向射入磁场,离子从射入到射出磁场通过了该磁场区域的最大宽度,不计重力影响求： 1 离子在磁场中的运动时间 2 加速电场的电压大小07 省质检（改动） 如下列图为电视机中显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝因加热而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后, 从 O点进入由磁偏转线圈产生的圆形匀强磁场区域中,经过偏转磁场后打到荧光屏 MN上,使荧光屏发出荧光形成图像；磁场方
13、向垂直于圆面,磁场区域的中心为 O,半径为 r ；当不加磁场时,电子束将通过 O点打到荧光屏的中心 Q点；已知电子的质量为 m,电量为 e,加速电压为 U,磁场区域的最右端到荧光屏的距离为 9；不计从灯丝逸出的电子的初速度和电子之间的相互作用；偏转磁场的强弱会影响电子偏离屏幕中心的距离；当加偏转磁场且磁感应强度B12 mU时,电子束将射到屏幕上的r3eP 点,就 PQ间距 L 为多少 . 五、带电粒子在交变电场或交变磁场中的运动例 3 电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成偏转电场由加了电压的相距为 d 的两块水平放置的导体板组成,匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为 s ,如图
14、甲所示大量电子 其重力不计 由静止开头,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为2t；当在两板间加如图乙所示的电压时,全部电子均从两板间通过,进入水平宽度为l、竖直宽度足够大的匀强磁场中,最终通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上问： 1电子在刚穿出两板之间时沿垂直于板面方向偏移的最大距离与最小距离之比为多少. m,电荷量为 e 2要使偏移距离最大的电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少. 3在满意第 2 问的情形下,打在荧光屏上的电子束的宽度为多少. 已知电子的质量为名师归纳总结 第 4 页,共 15 页- - -
15、 - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载它与圆柱形铁芯之09 厦门质检 某种发电机的内部结构平面图如图甲,永磁体的内侧为半圆柱面形,间的窄缝间形成如下列图B=0.5T 的磁场； 在磁场中有个如图乙所示的U 形导线框 abcd；已知线框ab和 cd 边长均为 0.2m,bc 长为 0.4m,线框以=200rads 角速度顺时针匀速转动；1 从线框 bc 边转到图甲所示正上方开头计时,求t2.5 105s 这一时刻线框中感应电动势的大小； 感应电动势的结果保留两位有效数字 2 从线框 bc 边转到图甲所示正上方开头计时,请在给定的坐标平面内画出 ad
16、两点电势差 Uad 随时间变化的关系图线；U ad 正值表示 UaU d 3 如将此电压 Uad 加在图丙所示的竖直放置的平行金属板上,且 Uad 为正时 P 板电势高,让一质量为 m=6.4 10 13 kg,电量为 q=3.2 10 10 C 的带正电微粒从 t 1=2.0 10-3 s 时刻开头由静止从 P 板动身向 Q 板运动,已知 PQ 板间距 L=1.0m ,就粒子由 P 板动身后,将以多大的动能撞击 Q 板.粒子重力不计 其次部分学问应用探究高考07 广东 如图是某装置的垂直截面图,虚线 A1A2 是垂直截面与磁场区边界面的交线,匀强磁场分布在 A1A2 的右侧区域,磁感应强度
17、B0.4T,方向垂直纸面对外,A1A2 与垂直截面上的水平线夹角为45；在 A1A2 左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置,它们与垂直截面交线分别为 S1、S2,相距L0.2 m；在薄板上 P 处开一小孔, P 与 A1A2线上点 D 的水平距离为 L；在小孔处装一个电子快门；起初快门开启,一旦有带正电微粒刚通过小孔,快门立刻关闭,此后每隔 T3.0 103 s 开启一次并瞬时关闭；从 S1S2 之间的某一位置水平发射一速度为 v0 的带正电微粒,它经过磁场区域后入射到 P名师归纳总结 第 5 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学
18、习资料 欢迎下载处小孔；通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹,反弹速度大小是碰前的 0.5 倍；经过一次反弹直接从小孔射出的微粒,其初速度 v0应为多少？求上述微粒从最初水平射入磁场到其次次离开磁场的时间；（忽视微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移；已知微粒的荷质比 q 1.0 10 C/kg 3；只考虑纸面上带电微粒的运动）m08 宁夏 如下列图,在 xOy 平面的第一象限有一匀强电场,电场的方向平行于 y 轴向下； 在 x 轴和第四象限的射线 OC 之间有一匀强磁场,磁感应强度的大小为 B,方向垂直于纸面对外；有一质量为 m,带有电荷量 +q 的质点由电场左侧平行于 x 轴射入电场；质点到达
19、 x 轴上 A 点时,速度方向与 x 轴的夹角,A 点与原点 O 的距离为 d；接着,质点进入磁场,并垂直于 OC 飞离磁场；不计重力影响；如 OC 与 x 轴的夹角也为,求（1）粒子在磁场中运动速度的大小：（2）匀强电场的场强大小；08 海南 如图, 空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y 轴正方向, 磁场方向垂直于xy 平面（纸面）向外,电场和磁场都可以随便加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样；一带正电荷的粒子从 Px0, yh点以肯定的速度平行于 x 轴正向入射；这时如只有磁场,粒子将做半径为 R0的圆周运动：如同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动；现在,只加电场,当粒子从
20、 P 点运动到xR0 平面（图中虚线所示）时,立刻撤除电场同时加上磁场,粒子连续运动,其轨迹与 x 轴交于 M点,不计重力；求：名师归纳总结 粒子到达xR0 平面时速度方向与x 轴的夹角以及粒子到x 轴的距离；第 6 页,共 15 页 M 点的横坐标xM- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 05 广东 如下列图, 在一个圆形区域内,优秀学习资料欢迎下载A2A4两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径为边界的两个半圆形区域、中,A2A4 与 A1A3 的夹角为 60o；一质量为 m、带电量为 +q 的粒子以某一速度从区的边缘点 A1 处沿与 A1A3
21、 成 30o角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于 A2A4 的方向经过圆心 O 进入区,最终再从 A4 处射出磁场；已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为 t,求区和区中磁感应强度的大小（忽视粒子重力）；05 全国卷 I 如图,在一水平放置的平板MN 的上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面对里；很多质量为m 带电量为 +q 的粒子,以相同的速率v 沿位于纸面内的各个方向由小孔 O 射入磁场区域；不计重力,不计粒子间的相互影响；以下图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中Rmv；哪个图是正确的？B=0.60T ,磁Bq04 广东 如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于
22、纸面对里,磁感应强度的大小场内有一块平面感光板 ab,板面与磁场方向平行,在距 ab 的距离 l=16cm 处,有一个点状的 放射源 S,它向各个方向发射 粒子,粒子的速度都是 v 3.0 10 6 m s,已知 粒子的电荷与质量之比q5.0 107C / kg,现只考虑在图纸平面中运动的 粒子,求 ab 上被 粒m子打中的区域的长度；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 08 福州市质检（改动）优秀学习资料欢迎下载A 板的大小可忽视 ,金属板 A 发如下列图,用波 为 A 的强光照耀金属板生了光电效应金属板A 的四周
23、有垂直纸面对里的匀强磁场,磁感应强度为B,范畴足够大,距A 板正上方 L 处有一涂有荧光材料的金属条D并与 A 平行；金属条 D受到光电子的冲击而显现荧光的部分集中在 MN 间 MN 未标出 ,已知光电子质量为m,电量为e,光速为c,如金属板A只有上表面能向各个方向逸出不同速度的光电子,光电子在磁场中运动的最大半径 R=2.5L,金属条 D显现荧光的部分 MN 的长度是多少 . 07 全国卷 I两平面荧光屏相互垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为 x 轴和 y 轴,交点 O 为原点,如下列图,在y0,0xa 的区域有垂直于纸面对里的匀强磁场,在y0,xa 的区域有垂直于纸面对外的匀强
24、磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B；在 O 点有一处小孔, 一束质量为 m、带电量为 q（q0）的粒子沿 x 轴经小孔射入磁场,最终打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮；入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值；已知速度最大的粒子在 0xa 的区域中运动的时间与在 xa 的区域中运动的时间之比为 2 5,在磁场中运动的总时间为 7T/12,其中 T 为该粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中作圆周运动的周期；试求两个荧光屏上亮线的范畴（不计重力的影响） ；07 全国卷 II 如下列图,在坐标系Oxy 的第一象限中存在沿y 轴正方向的匀强电场,场强大小为E；在其它象限中存在匀强磁场,磁场
25、方向垂直于纸面对里；A 是 y 轴上的一点,它到坐标原点 O 的距离为 h；C 是 x 轴上的一点,到 O 的距离为 L；一质量为 m,电荷量为 q 的带负电的粒子以某一初速度沿 x 轴方向从 A 点进入电场区域,继而通过 C 点进入磁场区域；并再次通过 A 点,此时速度方向与 y轴正方向成锐角；不计重力作用；试求：名师归纳总结 粒子经过C 点速度的大小和方向；第 8 页,共 15 页磁感应强度的大小B；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载08 全国卷 I 如下列图,在坐标系 xoy 中,过原点的直线 OC 与 x 轴正向的夹角 =
26、120 ,在 OC 右侧有一匀强电场；在其次、三象限内有一匀强磁场,其上边界与电场边界重叠、右边界为 y 轴、左边界为图中平行于 y 轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直抵面对里；一带正电荷 q、质量为 m的粒子以某一速度自磁场左边界上的 A 点射入磁场区域,并从 O 点射出,粒子射出磁场的速度方向与 x 轴的夹角 30,大小为 v,粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍；粒子进入电场后,在电场力的作用下又由 O 点返回磁场区域, 经过一段时间后再次离开磁场；已知粒子从 A 点射入到其次次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期；忽
27、视重力的影响；求（1）粒子经过A 点时速度的方向和A 点到 x 轴的距离；（2）匀强电场的大小和方向；（3）粒子从其次次离开磁场到再次进入电场时所用的时间；其次轮专题：带电粒子在电场和磁场中的运动 例题详解例 1 （ 1）由左手定就可判定匀强磁场的方向为垂直纸面对外；（2）最小有界磁场如下列图（3）要使全部的粒子都最终水平向右运动,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径必需与最小圆形有界匀强磁场的半径大小一样；RL由qvBmv2得Rmv所以得到B2mv第 9 页,共 15 页2RqBqB有界磁场的最小面积SL24例 2 （ 1）如下列图,设离子从C 点射出,由于离子通过磁场区域的最大宽度,就
28、 AC为圆形磁场的直径；由图中可知：AO2C600,故离子在磁场中的运动时间为tT3m6qB（2）设离子的轨迹半径为r ,就有r2 R离子射入磁场时qvBmv2在电场中加速qU1 mv 22r解得：加速电压U2 qB2R2m07 省质检（改动） 设电子射出电场的速度为v ,加速过程由动能定理得eU1 mv 22如下列图,电子在磁场中做匀速圆周运动evBmv2R名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电子在磁场中偏转的半径优秀学习资料2欢迎下载tanLR与 r 有以下关系：tanr R且解得L103r10r例 3 09 厦门质检 （1）线框转动过
29、程中,bc 边始终和磁场方向垂直,感应电动势大小不变,就3t 2.5 10 s的感应应电动势为 E BL L 2 1 带入数据得：E 25 V（2）线框转动的周期 T 2 0.01 sU ad E 从 t 0 开头,T 内 U ad 为正值,T T内2 2U ad 为负值,图象如图（ 3）在 PQ 上加电压后,板间产生强度 E 不变,方向交替变化的电场,微粒从 t 1 2.0 10 3s T 时刻开头运动,一个周期内的运动情形如图,设微粒在5电场中运动的加速度为 aa qE1.25 10 4m s 2 m其中 E U ad25 v / m Ls 1 1a 0.3 20.05625 m 2s 2
30、 1a 0.2 20.025 m 2微粒在一个周期内前进的距离 S 2 s 1 2 s 2 由各式得：S 0.0625 mLS16由于粒子做往复运动,所以实际运动时间小于 16T 名师归纳总结 第 10 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - L15ss 1d优秀学习资料欢迎下载E K41010Jd0.00625 m依据动能定理有qE S 1dE K0解得：07 广东 如图 2 所示,设带正电微粒在S1S2 之间任意点LQ 以水平速度v0 进入磁场,微粒受到的洛仑兹力为 f,在磁场中做圆周运动的半径为r,有：qv B 0mv2解得：rmv 0
31、0rqB欲使微粒能进入小孔,半径r 的取值范畴为：r2L解得： 80 m/sv0160 m/s 欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔,仍必需满意条件：LL0nT其中 n1,2,3, v 0可知,只有0 . 5 vn 2 满意条件,即有：v0 100 m/s 设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T0,从水平进入磁场到其次次离开磁场的总时间为2t,设 t1、t4 分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间,第一次离开磁场运动到挡板的时间为t 2,碰撞后再返回磁场的时间为t3,运动轨迹如答图2 所示,就有：T 02r；t 13T 04；t2L；t32L0；t41T 40v 0v00 .5
32、 vtt 1t2t3t42.8102s 08 宁夏 解： 1质点在磁场中的轨迹为一圆弧；由于质点飞离磁场时,速度垂直于 OC,故圆弧的圆心在 OC上；依题意,质点轨迹与 x 轴的交点为 A,过 A 点作与 A 点的速度方向垂直的直线,与 OC 交于 O；由几何关系知,AO垂直于 OC,O是圆弧的圆心；设圆弧的半径为 R,就有 R=dsin 2由洛化兹力公式和牛顿其次定律得 qvB m v R将 式代入式,得 v qBdsin m2 质点在电场中的运动为类平抛运动；设质点射入电场的速度为 v0,在电场中的加速度为 a,运动时间为 t,就有 v0vcos vsin at d=v0t 2联立得 a
33、v sin cos d设电场强度的大小为 E,由牛顿其次定律得 qEma 2联立得 E qB dsin 3cos m08 海南 解：做直线运动有：qEqBv0做圆周运动有：qBv0mv2 0第 11 页,共 15 页名师归纳总结 R 0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载y CatR 0只有电场时,粒子做类平抛,有：qEmaR 0v0tvy解得：vyv0粒子速度大小为：v =v2v22v 0速度方向与x 轴夹角为：0y4粒子与 x 轴的距离为：Hh1at2hR 022h撤电场加上磁场后,有：qBvmv2解得：R2R 0R粒子运动轨迹如
34、下列图,圆心 C 位于与速度v 方向垂直的直线上,该直线与x 轴和 y 轴的夹角均为/4,有几何关系得C 点坐标为：xC2R 0yCHR 0hR 02过 C 作 x 轴的垂线,在 CDM 中：CMR2R 0CD2解得：DMCM2CD272 R 0R hh24M 点横坐标为：x M2 R 072 R 0R h2 h405 广东 解：设粒子的入射速度为 v,已知粒子带正电,故它在磁场中先顺时针做圆周运动,再逆时针做圆周运动,最终从 A4点射出,用 B1、B2、R1、R2、T1、T2分别表示在磁场区磁感应强度、轨道半径和周期qvB 1m2 vqvB 2mv2第 12 页,共 15 页R 1R 2T
35、12R 12mT22R 22mvqB 1vqB2设圆形区域的半径为r,如下列图,已知带电粒子过圆心且垂直A 2A 4进入区磁场,连接A 1A 2, A 1OA 2 为等边三角形,A 2 为带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心,其半径R 1A A 1 2OA 2r圆心角A A O60 o,带电粒子在区磁场中运动的时间为t 11T 16带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心在OA 4的中点,即R21r2在区磁场中运动时间为t21T 22带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间tt 1t2名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由以上各式可得B 15m优秀学习资料
36、B2欢迎下载11 5m3 qt6 qt05 全国卷 IA04 广东 粒子带正电, 故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,用 R表示轨道半径, 有qvBmv2由此得Rq/vB代入数值得R=10cm 可见,Rm2Rl R. 因朝不同方向发射的 粒子的圆轨迹都过 S,由此可知,某一圆轨迹在图中 N左侧与 ab 相切,就此切点 P1就是 粒子能打中的左侧最远点 . 为定出 P1点的位置,可作平行于 ab 的直线 cd,cd到 ab 的距离为 R,以 S 为圆心, R为半径,作弧交 cd 于 Q点,过Q作 ab 的垂线,它与 ab 的交点即为 P1. 2 2NP 1 R l R 再考虑 N的右侧；任何
37、粒子在运动中离 S 的距离不行能超过 2R,以 2R 为半径、 S 为圆心作圆,交 ab 于 N右侧的 P2点,此即右侧能打到的最远点 . 由图中几何关系得 NP 2 2 R 2l 2 所求长度为 P 1 P 2 NP 1 NP 2 代入数值得 P1P2=20cm 08 福州市质检（改动）名师归纳总结 第 13 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载07 全国卷 I解：粒子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中运动的半径为：r mvqB速度小的粒子将在 xa 的区域走完半圆,射到竖直屏上；半圆的直径在 y 轴上,半径的范围从
38、 0 到 a,屏上发亮的范畴从 0 到 2a；轨道半径大于 a 的粒子开头进入右侧磁场,考虑 ra 的极限情形,这种粒子在右侧的圆轨迹与 x 轴在 D 点相切（虚线） ,OD 2a,这是水平屏上发亮范畴的左边界；速度最大的粒子的轨迹如图中实线所示,它由两段圆弧组成,圆心分别为 C 和 C /,C 在 y轴上,由对称性可知 C/在 x2a 直线上；设 t 1 为粒子在 0xa 的区域中运动的时间,t2 为在 x a 的区域中运动的时间,由题意可知t 1 2 t 1 t 2 7 Tt 2 5 12解得：t 1 Tt 2 5 T6 12由两式和对称性可得：OCM 60MC /N60MC /P 360
39、5 15012所以 NC/P150 6090即 NP 为 1 圆周,因此,圆心 C/在 x 轴上；4设速度为最大值粒子的轨道半径为 R,由直角 COC /可得2Rsin60 2a 得：R 2 3 a3由图可知 OP2aR,因此水平荧光屏发亮范畴的右边界的坐标 x 2 1 3 a307 全国卷 II解：以 a 表示粒子在电场作用下的加速度,有 qEma 加速度沿 y 轴负方向；设粒子从 A 点进入电场时的初速度为 v0,由 A 点运动到 C 点经受的时间为 t,就有h1 at 2 2lv0t 由式得：v 0 l a 2 h设粒子从 C 点进入磁场时的速度为 v,v 垂直于 x 轴的重量 v 1 2 ah 2 2由式得：v v 0 2v 1 2 qE 4 h l2 mh设粒子经过 C 点时的速度方向与 x 轴的夹角为 ,就有 tanv 1 v 0由式得：arctan2h