第二課 帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運動

第2課帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運動題型一、帶電粒子在磁場中的運動例1如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場，其運動軌跡如圖．若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)粒子速率較大B．b粒子速率較大C．b粒子在磁場中運動時間較長D．a(chǎn)、b粒子在磁場中運動時間一樣長?變式訓(xùn)練1．(2015·新課標(biāo)Ⅰ)兩相鄰的勻強磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小不同，方向平行．一速度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直的帶電粒子(不計重力)，從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后，粒子的(D)A．軌道半徑減小，角速度增大B．軌道半徑減小，角速度減小C．軌道半徑增大，角速度增大D．軌道半徑增大，角速度減小題型二、帶電粒子在有勻強磁場中的臨界問題方法點撥：解決帶電粒子在有界磁場中運動的臨界問題時應(yīng)該注意三種幾何關(guān)系：(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌跡與邊界相切．(2)當(dāng)粒子的運動速率v一定時，粒子經(jīng)過的弧長(或弦長)越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長．(3)當(dāng)粒子的運動速率v變化時，帶電粒子在勻強磁場中的運動軌跡對應(yīng)的圓心角越大，其在磁場中的運動時間越長．題型三、帶電粒子在組合場中的運動例3(2015·福建高考)如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向右，電場強度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點由靜止開始沿MN下滑，到達C點時離開MN做曲線運動．A、C兩點間距離為h，重力加速度為g.(1)求小滑塊運動到C點時的速度大小vC.(2)求小滑塊從A點運動到C點過程中克服摩擦力做的功Wf.(3)若D點為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運動過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運動到D點時撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運動到水平地面上的P點．已知小滑塊在D點時的速度大小為vD，從D點運動到P點的時間為t，求小滑塊運動到P點時速度的大小vP.方法點撥：帶電粒子在組合場中運動的處理方法不論帶電粒子是先后在勻強電場和勻強磁場中運動，還是先后在勻強磁場和勻強電場中運動．解決方法如下：(1)分別研究帶電粒子在不同場中的運動規(guī)律，若垂直勻強磁場方向進入，則做勻速圓周運動，在勻強電場中，若速度方向與電場方向在同一直線上，則做勻變速直線運動，若進入電場時的速度方向與電場方向垂直，則做類平拋運動．根據(jù)不同的運動規(guī)律分別求解．(2)帶電粒子經(jīng)過磁場區(qū)域時利用圓周運動規(guī)律結(jié)合幾