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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-wenkub
2023-05-27 23:53:13 本頁(yè)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(chǎng) ( E ) 和磁場(chǎng) ( B ) 時(shí)，若沿直線勻速通過(guò) ( 被選擇 ) ，則有電場(chǎng)力和磁場(chǎng)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(chǎng) E，場(chǎng)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(chǎng) B，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 T， 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 如圖 3－ 2－ 2所示．一不計(jì)重力的帶負(fù)電微粒，從坐標(biāo)原點(diǎn) O沿 y軸負(fù)方向以 v0＝ 2 103 m/s的初速度進(jìn)入磁場(chǎng)，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(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (1)帶電微粒第一次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界的位置坐標(biāo)； (2)帶電微粒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間； (3)帶電微粒最終離開(kāi)電、磁場(chǎng)區(qū)域的位置坐標(biāo)． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 解析：弄清帶電微粒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，畫出軌跡示意圖是解題的關(guān)鍵和突破口．微粒在磁場(chǎng)中先偏轉(zhuǎn) 1/4圓弧，恰好水平向左進(jìn)入電場(chǎng)，勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度為零后，再水平向右進(jìn)入磁場(chǎng)，繼續(xù)在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 3/4圓弧后，豎直向上進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá) y軸后離開(kāi)電場(chǎng)．軌跡如圖所示． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (1) 帶電微粒從 O 點(diǎn)射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示第一次經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界上的 A 點(diǎn)，有 q v0B ＝ mv20r 得 r ＝m v0qB＝ 4 10－ 3 m 則 A 點(diǎn)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(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)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(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 答案： (1)(－ 4 10－ 3 m，－ 4 10－ 3 m) (2) 10－ 5 s(3)(0, m) (3) 微粒從 C 點(diǎn)沿 y 軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，做類平拋運(yùn)動(dòng)， 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(kāi)電、磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為 (0 , 0. 1 92 m ) ． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 1．基本解題思路 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 2．運(yùn)動(dòng)情況分析 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析． (1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng) (如速度選擇器 )． (2)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力等值反向時(shí)，即洛倫茲力提供向心力，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (3)當(dāng)帶電粒子依次通過(guò)幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程由不同的運(yùn)動(dòng)階段組成，例如，質(zhì)譜儀中，帶電粒子要先通過(guò)加速電場(chǎng)，再通過(guò)速度選擇器，最后在磁場(chǎng)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(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (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(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)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(chǎng) (如圖中豎直線，方向未標(biāo)出 )，電場(chǎng)中還有一固定的點(diǎn)電荷 Q，一質(zhì)量為 m， 圖 3－ 2－ 3 例 2 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 電荷量為 q的點(diǎn)電荷，從 MN左側(cè)的場(chǎng)區(qū)沿與電場(chǎng)線成 θ＝ 45176。＝mv2mR，又 R ＝ kh ，得 h ＝
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