欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:56814134
大小:2.33 MB
页数:85页
时间:2020-06-28
《带电粒子在组合场、复合场中的运动复习课件.ppt》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、第9讲 带电粒子在组合场、复合场中的运动1.三种场力:(1)重力:G=mg,方向总是_________,做功只取决于____________________。(2)电场力:F=qE,方向与_______________有关,在匀强电场中是恒力,做功只取决于初、末位置的_______。(3)洛伦兹力:F=qvB(v⊥B),方向由_________判定,洛伦兹力永不做功。竖直向下初、末位置的高度差电场方向及电性电势差左手定则2.电偏转与磁偏转的区别:(1)电偏转:常研究类平抛运动,利用_________________思想分析相关问题。(2)磁偏转:常研究匀速圆周运动,利用圆的几何知识及
2、_____、_____公式分析相关问题。运动的合成与分解半径周期1.(2012·海南高考)如图,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变( )A.粒子速度的大小B.粒子所带的电荷量C.电场强度D.磁感应强度【解析】选B。粒子受到电场力和洛伦兹力作用而平衡,即qE=qvB,所以只要当粒子速度v=时,粒子运动轨迹就是一条直线,与粒子所带的电荷量q无关,选项B正确;当粒子速度的大小、电场强度、磁感应强度三个量中任何一个改变时,运动轨迹都会改变,选
3、项A、C、D不符合题意。2.(2013·浙江高考改编)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,以下对离子P+和P3+的运动判断错误的是( )A.在电场中的加速度之比为1∶1B.在磁场中运动的半径之比为∶1C.在磁场中转过的角度之比为1∶2D.离开电场区域时的动能之比为1∶3【解析】选A。磷离子P+和P3+的质量相等,在电场中所受的电场力之比为1∶3,所以加速度之比为1∶3,A项错误;离
4、开电场区域时的动能之比为1∶3,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,由动能定理可得,离开电场区域时的动能之比为它们的带电量之比,即1∶3,D项正确;在磁场中做圆周运动时洛伦兹力提供向心力qvB=,可得B项正确;设P+在磁场中的运动半径为R,由几何知识可得磁场的宽度为而P3+在磁场中运动的半径为R,由几何知识可得P3+在磁场中转过的角度为60°,P+在磁场中转过的角度为30°,所以磷离子P+和P3+在磁场中转过的角度之比为1∶2,C项正确。3.(2012·新课标全国卷)如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一
5、质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直。圆心O到直线的距离为R。现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域。若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小。【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动。设圆周的半径为r,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvB=①式中v为粒子在a点的速度。过b点和O点作直线的垂线,分别与直线交于c点和d点,过O点再作bc的垂线交bc于e点。由几何关系知,线段和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径围成一正方形。因此②设=x,由几
6、何关系得③④联立②③④式得r=R⑤再考虑粒子在电场中的运动。设电场强度的大小为E,粒子在电场中做类平抛运动。设其加速度大小为a,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE=ma⑥粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r,由运动学公式得r=at2⑦r=vt⑧式中t是粒子在电场中运动的时间。联立①⑤⑥⑦⑧式得答案:热点考向1带电粒子在组合场中的运动【典例1】(14分)(2013·泉州二模)如图所示,在直角坐标系xOy的第一、四象限区域内存在边界平行y轴的两个有界的匀强磁场:垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ。O、M、P、Q为磁场边界和x轴的交点,OM=MP=L;在第
7、三象限存在沿y轴正向的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的带电粒子从电场中坐标为(-2L,-L)的点以速度v0沿+x方向射出,恰好经过原点O处射入区域Ⅰ又从M点射出区域Ⅰ(粒子的重力不计)。(1)求第三象限匀强电场场强E的大小;(2)求区域Ⅰ内匀强磁场磁感应强度B的大小;(3)若带电粒子能再次回到原点O,问区域Ⅱ内磁场的宽度至少为多少?粒子两次经过原点O的时间间隔为多少?【解题探究】(1)匀强电场场强E的求解:①x方向位移关系式:______;②y方向位移
此文档下载收益归作者所有