高考物理之磁场4带电粒子在复合场中的运动_1

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1、——最专业的中小学教学资源共享平台2012高考复习电学部分精讲精练磁场4带电粒子在复合场中的运动【课标要求】1．掌握带电粒子在复合场中运动规律。2．掌握带电粒子在复合场中运动的分析方法。【知识精要】1．带电粒子在复合场中的直线运动的条件是：带电粒子所受的合外力为零，或者所受的合外力与速度方向在一条直线上。2．带电粒子在复合场中的匀速圆周运动运动的条件是：带电粒子所受的恒力互相平衡，洛仑兹力提供向心力。3．带电粒子在复合场中的变加速直线运动，往往根据能量关系加以解决。【名师点拨】··················································例

2、1：(2011银川模拟)如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.20kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取10m/s2.则（）A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B．滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动C．最终木板做加速度为2m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动D．最终木板做加速

3、度为3m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动解析：刚开始，滑块和木板一起做匀加速直线运动，随着速度的不断增加，滑块受到的竖直向上的洛仑兹力不断增加，滑块所受的弹力减小，合力减小，滑块做变加速运动，一段时间后，滑块的重力和洛仑兹力相平衡，滑块做匀速直线运动，而木块作匀加速直线运动。根据qvB=mg，得v=10m/s；根据F=Ma，得a=3m/s2。新课标教学网（www.xkbw.com）--海量教学资源欢迎下载！第-9-页共9页——最专业的中小学教学资源共享平台点拨：洛仑兹力随速度的变化而变化，从而引起其它力发生变化，引起合力发生变化，引起运动性质发生变化。顺着这

4、一思路可以迅速找到解决问题的金钥匙。例2：如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m，带电量为q的微粒以速度v与磁场方向垂直，与电场成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E的大小，磁感应强度B的大小.解答：由带电粒子所受的洛伦兹力与v垂直，电场力方向与电场线平行，微粒如图所示方向进入磁场中，如果只受到电场力与洛伦兹力作用，合力不可能为零，也就不可能做匀速直线运动.由此可知本题必须考虑到微粒所受的重力，才可能使微粒做匀速直线运动。假设粒子不带正电，则所受电场力方向水平向左，洛伦兹力方向斜向右下方与v垂直，同学们可以从力的平衡条件判断出这

5、样的粒子不可能做匀速直线运动，所以粒子应带正电荷，受力情况如图所示，根据合外力为零可得mg=qvBsin45°①qE=qvBcos45°②由①②式可得B=；E=mg/q.点评：此类问题明确带电粒子在复合场中做匀速直线运动，首先根据假设法判断粒子是否受到重力作用，进而根据平衡条件判定粒子的电性，最后根据平衡方程解出未知量。EB例3：(2011沈阳模拟)如图所示，质量为m，带电量为球+q的小环沿着穿过它的竖直棒下落，棒与环孔间的动摩擦因数为μ.匀强电场水平向右，场强为E，匀强磁场垂直于纸面向外，磁感应强度为B.在小环下落，求：（1）小环的速度为多大时，它的加速度最大？（2）小环运动

6、的最大速度可达到多少？解析：（1）小球由静止开始下落故小球的最大加速度为am=g；小球的加速度为0时，有，解得：点拨：粒子在复合场中的动态分析，由速度变化入手，进行受力分析，找出合力变化和速度变化的关系，判定粒子加速度和速度最大的条件。新课标教学网（www.xkbw.com）--海量教学资源欢迎下载！第-9-页共9页——最专业的中小学教学资源共享平台例4：如图所示K与虚线MN之间是加速电场。虚线MN与PQ之间是匀强电场，虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场，且MN、PQ与荧光屏三者互相平行。电场和磁场的方向如图所示。图中A点与O点的连线垂直于荧光屏。一带正电的粒子从A点离开加速电场，

7、速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场，在离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知电场和磁场区域在竖直方向足够长，加速电场电压与偏转电场的场强关系为U=Ed/2，式中的d是偏转电场的宽度且为已知量，磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度v0关系符合表达式v0=E/B，如图所示，试求：KAMNPQOBEdLUv0（1）磁场的宽度L为多少？（2）带电粒子最后在电场和磁场中总的偏转距离是多少？解析：⑴其轨迹如图所示。偏转角为：KAMNPQOB