《物理第九章 磁场 能力课 带电粒子在匀强磁场及复合场中运动 新人教版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理第九章 磁场 能力课 带电粒子在匀强磁场及复合场中运动 新人教版.ppt（83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、能力课带电粒子在匀强磁场及能力课带电粒子在匀强磁场及复合场中的运动复合场中的运动带电粒子在磁场中运动时的临界带电粒子在磁场中运动时的临界问题问题图图1答案答案D图图2答案答案C图图3答案答案C图图4(1)图图中中箭箭头头表表示示某某一一粒粒子子初初速速度度的的方方向向，OA与与初初速速度度方方向向夹夹角角为为60，要要想想使使该该粒粒子子经经过过磁磁场场后后第第一一次次通通过过A点点，则则初初速速度度的大小是多少？的大小是多少？(2)要要使使粒粒子子不不穿穿出出环环形形区区域域，则则粒粒子子的的初初速速度度不不能能超超过过多多少少？甲甲乙乙图图5图图(a)图图(b)(1)电场电场强强度度E的大
2、小；的大小；(2)粒子到达粒子到达a点点时时速度的大小和方向；速度的大小和方向；(3)abc区域内磁区域内磁场场的磁感的磁感应应强强度度B的最小的最小值值。图图6解决带电粒子的临界问题的技巧方法解决带电粒子的临界问题的技巧方法(1)数数学学方方法法和和物物理理方方法法的的结结合合：如如利利用用“矢矢量量图图”“”“边边界界条条件件”等等求求临临界界值值，利利用用“三三角角函函数数”“”“不不等等式式的的性性质质”“”“二二次次方方程程的的判判别式别式”等求极值。等求极值。(2)临界问题的一般解题流程临界问题的一般解题流程方法技巧方法技巧 (3)(3)从从关关键键词词找找突突破破口口：许许多多临
3、临界界问问题题，题题干干中中常常用用“恰恰好好”、“最最大大”、“至至少少”、“不不相相撞撞”、“不不脱脱离离”等等词词语语对对临临界界状状态态给给以以暗暗示示，审审题题时时，一一定定要要抓抓住住这这些些特特定定的的词词语语挖挖掘掘其其隐隐藏藏的的规规律律，找出临界条件。找出临界条件。带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动角度角度1带电粒子在复合场中运动的应用实例带电粒子在复合场中运动的应用实例图图7A11 B12 C121 D144解解析析设设质质子子的的质质量量和和电电荷荷量量分分别别为为m1、q1，一一价价正正离离子子的的质质量量和和电电荷荷量量为为m2、q2。对对于于任任意意
4、粒粒子子，在在加加速速电电场场中中，由由动动能能定理得定理得答案答案D图图8答案答案AC图图9答案答案CD解决实际问题的一般过程：解决实际问题的一般过程：方法技巧方法技巧角度角度2带电粒子在组合场中的运动带电粒子在组合场中的运动“磁偏转磁偏转”和和“电偏转电偏转”的比较的比较电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以vE进入匀强电场(不计重力)带电粒子以vB进入匀强磁场(不计重力)受力情况只受恒定的电场力FEq只受大小恒定的洛伦兹力FqvB运动情况类平抛运动匀速圆周运动图图10(1)粒子在磁粒子在磁场场中运中运动动的的轨轨道半径道半径r和速度大小和速度大小v1；(2)匀匀强强电场电场的的电场电场强强度大小
5、度大小E；(3)粒子从开始到第三次粒子从开始到第三次经过经过x轴轴的的时间时间t总总。解解析析(1)根根据据题题意意可可知知，大大致致画画出出粒粒子子在在复复合合场场中中的的运运动动轨轨迹，如图所示：迹，如图所示：【拓展延伸【拓展延伸1】改变电场方向改变电场方向将将【模模拟拟示示例例5】中中x轴轴下下方方的的匀匀强强电电场场方方向向改改成成与与x轴轴负负方方向向成成45角角，如如图图11所所示示，若若粒粒子子沿沿平平行行电电场场线线方方向向进进入入电电场场，且粒子沿且粒子沿电场线电场线移移动动的最大距离的最大距离为为h，求：，求：图图11(1)匀匀强强电场电场的的电场电场强强度大小度大小E；(
6、2)粒子从开始到第三次粒子从开始到第三次经过经过x轴轴的的时间时间t。解析解析(1)带电粒子运动轨迹如图所示：带电粒子运动轨迹如图所示：【拓展延伸【拓展延伸2】改变释放点的位置改变释放点的位置 将将【模模拟拟示示例例5】中中的的带带电电粒粒子子在在a(2h，2h)点点由由静静止止释释放放，粒子第二次粒子第二次经过经过x轴时轴时恰好恰好过过坐坐标标原点原点O。求：。求：图图12(1)匀匀强强电场电场的的电场电场强强度；度；(2)粒子从开始运粒子从开始运动动到第五次到第五次经过经过x轴时轴时的的时间时间。解析解析(1)粒子运动轨迹如图所示：粒子运动轨迹如图所示：“5步步”突破带电粒子在组合场中的运
7、动问题突破带电粒子在组合场中的运动问题方法技巧方法技巧图图13(1)电场电场强强度大小与磁感度大小与磁感应应强强度大小的比度大小的比值值；(2)该该粒子在粒子在电场电场中运中运动动的的时间时间。解解析析(1)如如图图，粒粒子子进进入入磁磁场场后后做做匀匀速速圆圆周周运运动动。设设磁磁感感应应强强度度的的大大小小为为B，粒粒子子质质量量与与所所带带电电荷荷量量分分别别为为m和和q，圆圆周周运运动动的的半半径径为为R0。由由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得洛伦兹力公式及牛顿第二定律得角度角度3带电粒子在叠加场中的运动带电粒子在叠加场中的运动1磁场力、重力并存磁场力、重力并存 (1)若重力和洛若重力和洛
8、伦兹伦兹力平衡，力平衡，则带电则带电体做匀速直体做匀速直线线运运动动。(2)若若重重力力和和洛洛伦伦兹兹力力不不平平衡衡，则则带带电电体体将将做做复复杂杂的的曲曲线线运运动动，因洛，因洛伦兹伦兹力不做功，故机械能守恒。力不做功，故机械能守恒。2电场力、磁场力并存电场力、磁场力并存(不计重力不计重力)(1)若若电场电场力和洛力和洛伦兹伦兹力平衡，力平衡，则带电则带电体做匀速直体做匀速直线线运运动动。(2)若若电电场场力力和和洛洛伦伦兹兹力力不不平平衡衡，则则带带电电体体做做复复杂杂的的曲曲线线运运动动，可用，可用动动能定理求解。能定理求解。3电场力、磁场力、重力并存电场力、磁场力、重力并存(1)
9、若三力平衡，若三力平衡，带电带电体做匀速直体做匀速直线线运运动动。(2)若重力与若重力与电场电场力平衡，力平衡，带电带电体做匀速体做匀速圆圆周运周运动动。(3)若若合合力力不不为为零零，带带电电体体可可能能做做复复杂杂的的曲曲线线运运动动，可可用用能能量守恒定律或量守恒定律或动动能定理求解。能定理求解。图图14(1)小球做匀速直小球做匀速直线线运运动动的速度的速度v的大小和方向；的大小和方向；(2)从从撤撤掉掉磁磁场场到到小小球球再再次次穿穿过过P点点所所在在的的这这条条电电场场线线经经历历的的时时间间t。图图15(1)求小滑求小滑块块运运动动到到C点点时时的速度大小的速度大小vC；(2)求小
10、滑求小滑块块从从A点运点运动动到到C点点过过程中克服摩擦力做的功程中克服摩擦力做的功Wf；(3)若若D点点为为小小滑滑块块在在电电场场力力、洛洛伦伦兹兹力力及及重重力力作作用用下下运运动动过过程程中中速速度度最最大大的的位位置置，当当小小滑滑块块运运动动到到D点点时时撤撤去去磁磁场场，此此后后小小滑滑块块继继续续运运动动到到水水平平地地面面上上的的P点点。已已知知小小滑滑块块在在D点点时时的的速速度度大大小小为为vD，从从D点点运运动动到到P点点的的时时间间为为t，求求小小滑滑块块运运动动到到P点点时时速速度的大小度的大小vP。带电粒子在叠加场中运动的处理方法带电粒子在叠加场中运动的处理方法方
11、法技巧方法技巧1(多多选选)如如图图16所所示示，匀匀强强磁磁场场方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里，匀匀强强电电场场方方向向竖竖直直向向下下，有有一一正正离离子子恰恰能能沿沿直直线线从从左左向向右右水水平平飞飞越越此此区域。不区域。不计计重力，重力，则则()图图16A若若电电子从右向左子从右向左飞飞入，入，电电子也沿直子也沿直线线运运动动B若若电电子从右向左子从右向左飞飞入，入，电电子将向上偏子将向上偏转转C若若电电子从左向右子从左向右飞飞入，入，电电子将向下偏子将向下偏转转D若若电电子从左向右子从左向右飞飞入，入，电电子也沿直子也沿直线线运运动动解解析析若若电电子子从从右右向向左左飞飞入入，
12、电电场场力力向向上上，洛洛伦伦兹兹力力也也向向上上，所所以以向向上上偏偏，B选选项项正正确确；若若电电子子从从左左向向右右飞飞入入，电电场场力力向向上上，洛洛伦伦兹兹力力向向下下。由由题题意意知知电电子子受受力力平平衡衡将将做做匀匀速速直直线线运运动动，D选选项正确。项正确。答案答案BD2.(2016北北京京东东城城区区模模拟拟)如如图图17所所示示，一一束束质质量量、速速度度和和电电荷荷量量不不全全相相等等的的离离子子，经经过过由由正正交交的的匀匀强强电电场场和和匀匀强强磁磁场场组组成成的的速速度度选选择择器器后后，进进入入另另一一个个匀匀强强磁磁场场中中并并分分裂裂为为A、B两两束，下列束
13、，下列说说法中正确的是法中正确的是()图图17A组组成成A束和束和B束的离子都束的离子都带负电带负电B组组成成A束和束和B束的离子束的离子质质量一定不同量一定不同CA束离子的比荷大于束离子的比荷大于B束离子的比荷束离子的比荷D速度速度选择选择器中的磁器中的磁场场方向垂直于方向垂直于纸纸面向外面向外答案答案C图图18A它它们们的最大速度相同的最大速度相同B它它们们的最大的最大动动能相同能相同C两次所接高两次所接高频电频电源的源的频频率不相同率不相同D仅仅增大高增大高频电频电源的源的频频率可增大粒子的最大率可增大粒子的最大动动能能答案答案A图图19A粒子有可能打到粒子有可能打到A点点B以以60飞飞入的粒子在磁入的粒子在磁场场中运中运动时间动时间最短最短C以以30飞飞入的粒子在磁入的粒子在磁场场中运中运动动的的时间时间都相等都相等D在在AC边边界上只有一半区域有粒子射出界上只有一半区域有粒子射出答案答案AD图图20(1)求粒子求粒子经过经过y轴时轴时的位置到原点的位置到原点O的距离；的距离；(2)若若要要使使粒粒子子不不能能进进入入第第象象限限，求求磁磁感感应应强强度度B的的取取值值范范围围(不考不考虑虑粒子第二次粒子第二次进进入入电场电场后的运后的运动动情况情况)。要要使使粒粒子子不不进进入入第第象象限限，如如图图所所示示，此此时时粒粒子子做做圆圆周周运动的半径为运动的半径为R，