專題6——電場和磁場第2課時(shí)(存儲(chǔ)版)
【正文】 恰好粒子由 P1點(diǎn)垂直 AB射入磁場 . 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示 . 22 yo vv ? 332oyvv33221atm603 2d設(shè)勻速圓周運(yùn)動(dòng) P1Q1段半徑為 R1, R1= = 102m 由 qvB1= 得 B1= = (3)帶電粒子在 B2磁場中以 O2為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 即 Q1Q2段 ,其半徑 R2= 再次進(jìn)入 B1區(qū)域時(shí)做以 O3為圓心 ,半徑仍為 R1的勻速圓周運(yùn)動(dòng) ,即 Q2P2段 ,最后從 P2點(diǎn)射出磁場區(qū)域 ,如圖所示 . 在三角形 P2CO3中 ,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí) , P2C= = = ?30cosd32012Rvm1qRmv T341R14113 R? m60113 ?答案 (1) 105m/s 垂直與 AB出射 (2) (3)距 C點(diǎn) 332T3題型 2 帶電粒子在電場和磁場的疊加場內(nèi)的運(yùn)動(dòng) 例 2 (2021 煙臺(tái)市高考適應(yīng)性練習(xí)三 )在地面附近的真空中 ,存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直電場方向水平向里的勻強(qiáng)磁場 ,如圖 626甲所示 .磁場隨時(shí)間變化情況如圖乙所示 .該區(qū)域中有一條水平直線 MN,D是 MN上的一點(diǎn) .在 t=0時(shí)刻 ,有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為 +q的小球 (可看作質(zhì)點(diǎn) ),從 M點(diǎn)開始沿著水平直線以速度 v0做勻速直線運(yùn)動(dòng) ,t0時(shí)刻恰好到達(dá)N點(diǎn) .經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn) ,小球在 t=2t0至 t=3t0時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻 ,又豎直向下經(jīng)過直線 MN上的 D點(diǎn) ,并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過 D點(diǎn) .求 : 圖 626 (1)電場強(qiáng)度 E的大小 . (2)小球從 M點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第二次經(jīng)過 D點(diǎn)所用的時(shí)間 . (3)小球運(yùn)動(dòng)的周期 ,并畫出運(yùn)動(dòng)軌跡（只畫一個(gè)周期） . 解析 (1)小球從 M點(diǎn)到 N點(diǎn)有 qE=mg 解得 E= (2)小球從 M點(diǎn)到達(dá) N點(diǎn)所用時(shí)間 t1=t0 qmg小球從 N點(diǎn)經(jīng)過 個(gè)圓周 ,到達(dá) P點(diǎn) ,所以 t2=t0 小球從 P點(diǎn)到 D點(diǎn)的位移 x=R= 小球從 P點(diǎn)到 D點(diǎn)的時(shí)間為 t3= = 所以 t=t1+t2+t3=2t0+ (或 t= (3π+1), t=2t0 ) (3)小球運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡如下圖所示 4300qBmv0vR0qBm0qBm?????? ?1π310qBm小球的運(yùn)動(dòng)周期為 T=8t0(或 T= ) 0π12qBm答案 (1) (2) (3)8t0或 見解析圖 0π12qBmqmg002 qBmt ?題型 3 帶電粒子在場內(nèi)運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 例 3 (2021 河西區(qū)質(zhì)量調(diào)查二 )空間存在一勻強(qiáng)磁場 B, 其方向垂直紙面向里 ,另有一個(gè) 點(diǎn)電荷 +Q的電場 ,如圖 6212所 示 ,一帶電粒子 q以初速度 v0從某 處垂直電場、磁場入射 ,初位置 到點(diǎn)電荷的距離為 r,則粒子在電、 圖 6212 磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為 （ ） +Q為圓心 ,r v0 C. 答案 ACD 5.(2021 ,θ 2=135 (2)設(shè)粒子打到板上的位置離 x軸的距離為 y 當(dāng) θ 1=45176。 的方向進(jìn)入電場區(qū)域 ,最后恰好從電場 的右邊界 M處水平射出 .已知 OD距離為 l(不計(jì)粒子 重力 ).求 : 圖 6216 (1)粒子經(jīng)過鉛板時(shí)損失了多少動(dòng)能 ? (2)粒子從右邊界射出時(shí)距 x軸的距離為多大 ? 解析 (1)由動(dòng)能定理可知此帶電粒子穿過鉛板前的 Ek0=qU 由幾何知識(shí)可得 =sin60 根據(jù) qvB= 得 v= 由于洛倫茲力不做功 , Ek= Δ Ek=Ek0Ek=qU (2) RlRvm 2mqBRmlBqmv3221 2222 ?mlBq32 222mlBqqU32 222? )(23 ls ?答案 vx=vcos60176。 臺(tái)州市第二次調(diào)考 )如圖 6216所示 ,在第 一象限有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直紙面向外的 勻強(qiáng)磁場 。v P=100W (2) UR2=IR2 21 RRE?E= 得 F電 =qE=mg 故帶電液滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí) ,只在洛倫茲力作用下偏 r= 欲使帶電液滴從極板左側(cè)射出 ,帶電粒子運(yùn)動(dòng)的半徑 r≥ d v0≥dUR220qBmv答案 (1)100W (2)v0≥7.(2021 南平市適應(yīng)性考試 )回旋加速器是加速帶 電粒子的裝置 ,其核心部分是分別 與高頻交流電兩極相連接的兩個(gè) D 形金屬盒 ,兩盒間的狹縫中形成的 周期性變化的勻強(qiáng)電場 ,使粒子在 通過狹縫時(shí)都能得到加速 ,兩 D形金 屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場 圖 6210 中，如圖 6210所示 .設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B, D形金屬盒的半徑為 R,狹縫間的距離為 d,勻強(qiáng)電場間的加速電壓為 U,要增大帶電粒子 (電荷量為 q、質(zhì)量為 m,不計(jì)重力 )射出時(shí)的動(dòng)能 ,則下列方法中正確的是 （ ） A. D C. D形金屬盒狹縫間的距離 解析 由于 R= ,Ek=
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