高三物理一轮复习 带电粒子在电磁场中的运动导学案

《高三物理一轮复习 带电粒子在电磁场中的运动导学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2012届高三物理一轮复习导学案九、磁场（5）带电粒子在电磁场中的运动【目标】1、掌握带电粒子在电、磁场中的受力特点和运动规律；2、会用力学有关规律分析和解决带电粒子在复合场中的运动问题。【导入】一、电场力和洛仑兹力的比较1、在电场中的电荷，不管其运动与否，均始终受到电场力作用；而磁场仅仅对运动着的，且速度与磁场方向不平行的电荷有洛仑兹力作用．2、电场力大小与电荷运动速度无关；而洛仑兹力大小与电荷运动速度有关．3、电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛仑兹力的方向始终既和磁场方向垂直，又和速度

2、方向垂直．4、电场力既可以改变电荷运动的速度方向，也可以改变电荷运动速度的大小；而洛仑兹力只能改变电荷运动速度的方向，不能改变其速度的大小．5、电场力可以对电荷做功，且电场力做功与路径无关，能改变电荷的动能．洛仑兹力不对电荷作功，不改变电荷的动能．二、解决带电粒子在电磁场中运动问题的方法带电粒子在复合场中的运动分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处是多了电场力和洛仑兹力。1．力和运动的观点：在正确分析受力情况的前提下，根据粒子的受力情况和初始状态，利用F＝ma的瞬时性，分析其运动情况，寻找解

3、题的突破口．2．利用功和能的观点：在很多情况中带电粒子在复合场中的运动是任意曲线运动，同时根据场力做功的特点，处理这类问题往往利用动能定理，能量守恒比较方便．【导研】[例1]（淮、宿、徐、连08—09学年度高三年级第一学期期末调研考试）两块平行金属板MN、PQ水平放置，两板间距为d、板长为l，在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC与PQ在同一水平线上，顶点A与MN在同一水平线上，如图所示．一个质量为m、电量为+q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入，若在两板间加某

4、一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场，BD=AB/4，并垂直AC边射出(不计粒子的重力)．求：（1）两极板间电压；（2）三角形区域内磁感应强度；（3）若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外．要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，试求所加磁场的磁感应强度最小值．[例2](南通市2009届高三第二次调研测试)14．（16分）如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间

5、中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量q=8.0×10-19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间.则：（1）离子运动的速度为多大？（2）离子的质量应在什么范围内？（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强

6、度大小B2´应满足什么条件？xyO45°B2+++++E-----AB1PQ[例3]（江苏省启东中学2008届高三第三次月考物理试题）如图(甲)所示，两平行金属板间接有如图(乙)所示的随时间t变化的电压u，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度B=5×10－3T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比

7、荷q/m=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。（1）试求带电粒子射出电场时的最大速度。（2）证明任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。写出表达式并求出这个定值。（3）从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。[例4](江苏省泰州市2007～2008学年度第二学期期初联考)如图所示，水平细杆MN、CD，长度均为L。两杆间距离为h，M、C

8、两端与半圆形细杆相连，半圆形细杆与MN、CD在同一竖直平面内，且MN、CD恰为半圆弧在M、C两点处的切线。质量为m的带正电的小球P，电荷量为q，穿在细杆上，已知小球P与两水平细杆间的动摩擦因数为μ，小球P与半圆形细杆之间的摩擦不计，小球P与细杆之间相互绝缘。（1）若整个装置处在方向与之垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中，如图（甲）所示。小球P以一定的初速度v0从D端出发，沿杆滑到M点以后恰好在细杆MN上匀速运动。求：①小球P在细杆MN上滑行的速度；②小球P滑过DC杆的过