资源描述：
《第4课时 带电粒子在复合场中的运动ppt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4课时带电粒子在复合场中的运动【备考建议】1.知道复合场的组成及各场的受力特点.2.掌握电偏转、磁偏转的规律及处理方法.3.会分析带电粒子在组合场、叠加场中的运动问题.考点一带电粒子在组合场中的运动1.“电偏转”和“磁偏转”的比较2.组合场常见类型(1)先电场后磁场①带电粒子先匀加速,后偏转,如图.②带电粒子先后都偏转,如图.(2)先磁场后电场①带电粒子先偏转,后匀加速或匀减速,如图(甲).②带电粒子先后都偏转,如图(乙).【典例1】(2017·山东泰安二模)在平面坐标系内,在第Ⅰ象限内有沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅲ,Ⅳ象限内有垂
2、直坐标平面向外的匀强磁场.在y轴上y=l处的A点沿x轴正方向发射一比荷为、速度为v0的带正电粒子,从x=2l的M点离开电场,经磁场后再次到达x轴时刚好从坐标原点O处经过.不计粒子重力.求:(1)匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B的大小;〚运动过程图示〛A→M:在电场中做类平抛运动.M→O:在磁场中做匀速圆周运动.角α:粒子离开电场时的速度方向与x轴的夹角.(2)粒子从A运动到O经历的时间.【例题拓展】若让该粒子从y轴上y>0的任意位置P处沿正x方向发射(发射速度v0不变),求它第二次通过x轴时的横坐标.答案:x=0规律总结带电粒
3、子在组合场中运动的处理方法(1)分析带电粒子在各场中的受力情况和运动情况.(2)画出粒子的运动轨迹图,在画图的基础上注意运用几何知识,寻找关系.(3)选择物理规律,列方程.对于类平抛运动,一般分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的匀加速直线运动;对粒子在磁场中做匀速圆周运动的情况,应注意洛伦兹力提供向心力这一受力特点.(4)注意确定粒子在组合场交界位置处的速度大小与方向.该速度往往是联系两种运动的桥梁.【即时训练1】如图所示,在y轴左侧的区域内存在方向与x轴同向的匀强电场,电场强度为E.在y轴右侧以原点O为圆心、半径为R
4、的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面并指向里,磁感应强度为B.x轴上的A点与O点的距离为d.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场.不计粒子的重力作用.(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r.(2)要使粒子进入磁场之后不再经过y轴,电场强度需大于或等于某个值E0,求E0.(3)若电场强度E等于第(2)问中E0的,求粒子经过y轴时的位置.【即时训练2】(2018·贵州黔东南模拟)空间中有一直角坐标系,其第一象限在圆心为O1、半径为R、边界与x轴和y轴相切的圆形区域内,有垂直于纸面向里
5、的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B;第二象限中存在方向竖直向下的匀强电场.现有一群质量为m.电荷量为q的带正电的粒子从圆形区域边界与x轴的切点A处沿纸面上的不同方向射入磁场中,如图所示.已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径均为R,其中沿AO1方向射入的粒子恰好到达x轴上与O点距离为2R的N点,不计粒子的重力和它们之间的相互作用力,求:(1)粒子射入磁场时的速度大小及电场强度的大小;(2)速度方向与AO1夹角为60°(斜向右上方)的粒子到达y轴所用的时间.考点二带电粒子在叠加场中的运动1.带电体在叠加场中无约束情况下的运动情况
6、分类(1)洛伦兹力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡,则带电体做.②若重力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动.因洛伦兹力,故机械能守恒.(2)静电力、洛伦兹力并存(不计重力的微观粒子)①若静电力和洛伦兹力平衡,则带电体做.②若静电力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用动能定理求解问题.匀速直线运动不做功匀速直线运动(3)静电力、洛伦兹力、重力并存①若三力平衡,一定做.②若重力与静电力平衡,一定做.③若合力不为零且与速度方向不垂直,将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用能量守恒定律或动能定理求
7、解问题.2.带电体在叠加场中有约束情况下的运动带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下,常见的运动形式有直线运动和圆周运动,运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求解.匀速直线运动匀速圆周运动【典例2】(2017·天津市和平区期末)如图所示,质量为m,带电荷量为+q的液滴,以速度v沿与水平方向成45°角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域,电场强度方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,液滴在场区做直线运动.重力加速度为g,试求:(1)电场强度E和磁感应强度B各多大?〚审题指导〛(2)当液滴运动到某一点A时,
8、电场方向突然变为竖直向上,大小不改变,不考虑因电场变化而产生的磁场的影响,此时液滴加速度多大?(3)在满足(2)的前提下,粒子从A点到达与A点在同一水平线上的B点(图中未画出)所用的时间.方法技巧粒子在叠加场中运动分析思
