教师卷带电子在复合场中的运动.doc

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1、带电粒子在复合场中的运动粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单。(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否要考虑重力。4．带电粒子在复合场中运动问题的分析思路及方法(1)认识粒子所在区域中场的组成，一般是电场、磁场、重力场中两个场或三个场的复合场。(2)正确的受力分析是解题的基础，除了重力、弹力、摩擦力以外，特别要注意

2、电场力和洛伦兹力的分析，不可遗漏任一个力。(3)在正确的受力分析的基础上进行运动的分析，注意运动情况和受力情况的相互结合，特别要关注一些特殊的时刻所处的特殊状态(临界状态)。(4)如果粒子在运动过程中经过不同的区域受力发生改变，应根据需要对过程分阶段处理。(5)应用一些必要的数学知识，画出粒子的运动轨迹示意图，根据题目的条件和问题灵活选择不同的物理规律解题。①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解。②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用平衡条件牛顿定律结合圆周运动规律求解。③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解。(6)对于临界

3、问题，注意挖掘隐含条件。针对训练1如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是(　BC　A．小球一定带正电B．小球一定带负电C．小球的绕行方向为顺时针D．改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动考向一：带电粒子在组合场中的运动[例1]　(2012·山东高考)如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为U0，周期为T0。在t＝0时刻将一个质量为

4、m、电量为－q(q>0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t＝时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)(1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d；(2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件；(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t＝3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。[答案]　(1)　　(2)B<　(3)T0　[变式训练]1．(2011·全国高考)如图8－3－3，与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域。一质量为m、电荷量为q(q>

5、0)的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平向右射入Ⅰ区。粒子在Ⅰ区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在Ⅱ区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点P0的距离。粒子的重力可以忽略。答案：(＋)考向二：带电粒子在叠加场中的运动[例2]　(2012·重庆高考)有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图8－3－4所示。两带电金属板间有匀强电场。方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场。一束比荷(电荷量与质量之比)均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中

6、心线O′O进入两金属板之间，其中速率为v0的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板。重力加速度为g，PQ＝3d，NQ＝2d，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用。求图8－3－4(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)速率为λv0(λ＞1)的颗粒打在收集板上的位置到O点的距离。[答案]　(1)kg　(2)(3)d(5λ－)＋[变式训练]2.如图8－3－5所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场

7、强为E′＝E的匀强电场，并在y>h区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ＝37°)，并从原点O进入第一象限。(已知重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)问：图8－3－5(1)油滴的电性；(2)油滴在P点得到的初速度大小；(3)油滴在第一象限运动的时间和离开第一象限处的坐标。答案：(1)带负电　(2)(3)＋　考向三：带电体在复合场中有约束的运动[例3]