屆二輪復(fù)習(xí)：第1部分專題3第2講帶電粒子在復(fù)合場中的運動-wenkub
2023-05-27 23:53:13 本頁面
【正文】 B . 如速度選擇器：帶電粒子以速度 v 射入正交的勻強(qiáng)電場 ( E ) 和磁場 ( B ) 時，若沿直線勻速通過 ( 被選擇 ) ，則有電場力和磁場力等大反向． E 角．在 x0且 OM的左側(cè)空間存在著沿 x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場 E，場強(qiáng)大小為 N/C，在 y0且 OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場 B，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 T， 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 如圖 3－ 2－ 2所示．一不計重力的帶負(fù)電微粒，從坐標(biāo)原點 O沿 y軸負(fù)方向以 v0＝ 2 103 m/s的初速度進(jìn)入磁場，已知微粒的帶電荷量為 q＝5 10－ 18 C，質(zhì)量為 m＝ 1 10－ 24 kg，求： 圖 3－ 2－ 2 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 (1)帶電微粒第一次經(jīng)過磁場邊界的位置坐標(biāo)； (2)帶電微粒在磁場區(qū)域運動的總時間； (3)帶電微粒最終離開電、磁場區(qū)域的位置坐標(biāo)． 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 解析：弄清帶電微粒的運動過程，畫出軌跡示意圖是解題的關(guān)鍵和突破口．微粒在磁場中先偏轉(zhuǎn) 1/4圓弧，恰好水平向左進(jìn)入電場，勻減速直線運動到速度為零后，再水平向右進(jìn)入磁場，繼續(xù)在磁場中偏轉(zhuǎn) 3/4圓弧后，豎直向上進(jìn)入電場做類平拋運動，到達(dá) y軸后離開電場．軌跡如圖所示． 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 (1) 帶電微粒從 O 點射入磁場，運動軌跡如圖所示第一次經(jīng)過磁場邊界上的 A 點，有 q v0B ＝ mv20r 得 r ＝m v0qB＝ 4 10－ 3 m 則 A 點的位置坐標(biāo)為 ( － 4 10－ 3 m ，－ 4 10－ 3 m) ． (2) 設(shè)帶電微粒在磁場中做圓周運動的周期為 T ，則 t＝ t OA ＋ t AC ＝14T ＋34T ＝ T ＝2π mqB 代入數(shù)據(jù)解得： T ＝ 1. 256 10－ 5 s ，即 t＝ 1. 256 10－ 5 s. 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 答案： (1)(－ 4 10－ 3 m，－ 4 10－ 3 m) (2) 10－ 5 s(3)(0, m) (3) 微粒從 C 點沿 y 軸正方向進(jìn)入電場，做類平拋運動， 則有 a ＝qEm， Δ x ＝12at21＝ 2 r ， Δ y ＝ v0t1 代入數(shù)據(jù)解得： Δ y ＝ 0 . 2 m 所以， y ＝ Δ y － 2 r ＝ (0. 2 － 2 4 10－ 3) m＝ 0 . 192 m 帶電微粒最終離開電、磁場時的位置坐標(biāo)為 (0 , 0. 1 92 m ) ． 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 1．基本解題思路 帶電粒子在復(fù)合場中的運動 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 2．運動情況分析 帶電粒子在復(fù)合場中做什么運動，取決于帶電粒子所受的合外力及其初始狀態(tài)的速度，因此應(yīng)把帶電粒子的運動情況和受力情況結(jié)合起來進(jìn)行分析． (1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時，做勻速直線運動 (如速度選擇器 )． (2)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力等值反向時，即洛倫茲力提供向心力，帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動． 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 (3)當(dāng)帶電粒子依次通過幾個情況不同的復(fù)合場區(qū)域時，其運動情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運動過程由不同的運動階段組成，例如，質(zhì)譜儀中，帶電粒子要先通過加速電場，再通過速度選擇器，最后在磁場中偏轉(zhuǎn)，不同階段要選擇不同的規(guī)律，列出相應(yīng)的方程． 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 (2022年高三押題卷 )如圖 3－ 2－ 3所示，虛線 MN左側(cè)是水平正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B； MN右側(cè)有豎直方向的勻強(qiáng)電場 (如圖中豎直線，方向未標(biāo)出 )，電場中還有一固定的點電荷 Q，一質(zhì)量為 m， 圖 3－ 2－ 3 例 2 欄目導(dǎo)引 重點知 識歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點題 型示例 專題三 電場與磁場 電荷量為 q的點電荷，從 MN左側(cè)的場區(qū)沿與電場線成 θ＝ 45176。＝mv2mR，又 R ＝ kh ，得 h ＝
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