第5課 帶電粒子在磁場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、第第2課帶電粒子在磁場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課帶電粒子在磁場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題型題型一、一、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例例1如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)質(zhì)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著，以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖若帶電粒子只射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是受磁場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是()Aa粒子速率較大粒子速率較大Bb粒子速率較大粒子速率較大Cb粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

2、時(shí)間較長Da、b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1(2015新課標(biāo)新課標(biāo))兩相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不兩相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同同，方向平行一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子方向平行一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子(不計(jì)重力不計(jì)重力)，從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后，粒子的粒子的(D)A軌道半徑減小軌道半徑減小，角速度增大角速度增大B軌道半徑減小軌道半徑減小，角速度減小角速度減小C軌道半徑增大軌道半徑增大，角速度增大角速度增大D軌道半徑增大軌道半徑增大，角速度減小，角速度減小題型二

3、題型二、 帶電粒子在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的臨界問題帶電粒子在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的臨界問題方法點(diǎn)撥：方法點(diǎn)撥：解決帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問題時(shí)應(yīng)解決帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問題時(shí)應(yīng)該注意三種幾何關(guān)系：該注意三種幾何關(guān)系：(1)剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切與邊界相切(2)當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率v一定時(shí)一定時(shí)，粒子經(jīng)過的弧長粒子經(jīng)過的弧長(或弦長或弦長)越越長長，圓心角越大圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長長(3)當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率v變化時(shí)變化時(shí)，

4、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大，其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長題型三題型三、帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例例3 (2015福建高考福建高考)如圖，絕緣粗糙的豎直平面如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為強(qiáng)度大小為E，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一一質(zhì)量為質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的帶正電的小滑塊從的帶正電的小滑塊

5、從A點(diǎn)由靜止開始沿點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動(dòng)做曲線運(yùn)動(dòng)A、C兩點(diǎn)間距離為兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為重力加速度為g.(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小點(diǎn)時(shí)的速度大小vC.(2)求小滑塊從求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf.(3)(3)若若D D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中程中 速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平

6、地面上的P點(diǎn)已知小滑塊在點(diǎn)已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí)的速度大小為的速度大小為vD，從，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到到P點(diǎn)時(shí)速度的大小點(diǎn)時(shí)速度的大小vP.方法點(diǎn)撥：方法點(diǎn)撥：帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法不論帶電粒子是先后在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，還是先不論帶電粒子是先后在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，還是先后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)解決方法如下：解決方法如下：(1)分別研究帶電粒子在不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別研究帶電粒子在不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，若垂直勻強(qiáng)磁若垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向進(jìn)入場(chǎng)方向進(jìn)入，則做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若速度方若速度方向與電場(chǎng)方向在同一直線上向與電場(chǎng)方向在同一直線上，則做勻變速直線運(yùn)動(dòng)則做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，若進(jìn)入若進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向垂直電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向垂直，則做類平拋運(yùn)動(dòng)根據(jù)則做類平拋運(yùn)動(dòng)根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別求解不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別求解(2)帶電粒子經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系帶電粒子經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系來處理來處