带电粒子在磁场中的受力.docx

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1、若粒子的初速度不为零，则"心m宀U。v=带电粒子在磁场中的受力带电粒子在电场、磁场（或电场、磁场和重力场的复合场）中的运动是高中物理中的重点内容，是每年高考考查的重点和难点，本部分内容综合性很强，几乎可以综合一切力学规律，题目突出，与生产技术、生活实际、科学研究等紧密结合，突出考查学生从实际问题中获取物理信息，建立物理模型的能力，同时对于学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识分析物理问题的能力也有较高的要求（一）不计重力的带电粒子在电场中的运动1、带电粒子的加速（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动。

2、（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电场力做的功（电场可以是非匀强电场）①沿初速度方向的匀速直线运动，运动时间t=—。②沿电场力方向初速度为零的匀加速直线运动a=-离开电场时的偏移量海，离开电场时的偏转角3气=两2、带电粒子在匀强电场中的偏转（1）运动状态分析：带电粒子以速度vo垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到与初速度方向恒成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动。（2）偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动，应用运动的合成和分解的知识方法。3、推论：（1）粒子从偏转电场中射出时，其速度反向延长线与初速度方向交于一点，此点平分沿初速度方向的位移。在下图中，设带电粒子质量为m、带电荷

3、量为q,以速度V。垂直于电场线射入匀强偏转电场，偏转电压为U。若粒子飞出电场时偏角为则tan（=；，式中粒子从偏转电场中射出时偏距。作粒子速度的反向延长线，设交于0点，0点与电场边缘的距离为x,则1/2处沿直线射出似的。由此可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极板间的(2)若连接入射点与出射点，设连线与入射方向(vo的方向)的夹角为a则tana=.■T1呎〃由此可知tan9=2tana问题1、带电粒子在电场中的平衡与加速：如图所示，竖直固定的光滑绝缘直圆筒底部放置一场源A，其电荷量二•自<-孔-,、卄/、、、、U・k?»曰、宀、场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为：，其中k为静电力

4、常量，r为空间某点到A的距离。有一个质量为m=0.1kg的带正电小球B,B球与A球间的距离为a=0.4m,此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源A形成的电场中具有的电势能表达式为匸，其中r是q与Q之间的距离。有一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，它们向上运动到达的最高点为p。(取二「上),求：(1)小球C与小球B碰撞后的速度为多少？(2)小球B的带电量q为多少？(3)P点与小球A之间的距离为多大？(4)当小球B和C一起向下运动到与场源A距离多远时，其速度最大？速度的最大值为多少？【解析】(

5、1)小球C自由下落H高度后的速度'I；,小球C与小球B发生碰撞，由动量守恒定律得：二’]•,解得小球C与小球B碰撞后的速度':mg(2)小球B在碰撞前处于平衡状态，对B球进行受力分析知：.一，解得/代入数据得小球B的带电量：“（3）C和B向下运动到最低点后又向上运动到P点，运动过程中系统能量守恒，设P与A之间的距离为x，由能量守恒得：-rf2mvj0:21>2mg（x矩）毗里2axA丄"H-一—、曲亠丄瓦«（0.4•0.6S3mfx»（0.4X—）m代入数据得P点与小球A之间的距离为：］不合题意，舍去。（4）当C和B向下运动的速度最大时，与A之间的距离为y,对C和B整体进行受2吨毗專力分析

6、有：■''，代入数据有：由能量守恒得:•0.283m.5X2mg(aXy)屁—y-

7、用。试求：/0AU.f)):——Si（1）分裂时两个微粒各自的速度；（2）当微粒1到达（0,—d）点时，电场力对微粒1做功的瞬时功率；（3）当微粒1到达（0,—d）点时，两微粒间的距离。【解析】（1）设分裂时微粒1的初速度为V1，到达（0，—d）点所用时间为t。依题意可知微粒1带负电，在电场力的作用下做类平抛运动，得下列方程：£dXd•丄at32②③V由①②③解得J..'.-.I④根号外的负号表示沿y轴的负方向。设分裂时