高中物理人教版選修3-1課件：38帶電粒子在組合場和復(fù)合場中的運動(存儲版)
【正文】 y 內(nèi)，第 Ⅰ 象限存在沿 y 負(fù)方向的勻強電場，第 Ⅳ 象限以 ON 為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 B .一質(zhì)量為 m 、電荷量為 q 的帶正電的粒子，從 y 軸正半軸上 y ＝ h 處的 M 點，以速度 v0垂直于 y 軸射入電場，經(jīng) x 軸上 x ＝ 2 h 處的 P 點進入磁場，最后以垂直于 y 軸的方向射出磁場．不計粒子重力．求： (1) 電場強度的大小 E ； (2) 粒子在磁場中運動的軌道半徑 r ； (3) 粒子從進入電場到離開磁場經(jīng)歷的總時間 t . (2) 設(shè)粒子進入磁場時速度為 v ， 在電場中，由動能定理得 Eqh ＝12m v2－12m20 又 Bq v ＝ mv2r，解得 r ＝2 m v 0Bq (3) 粒子在電場中運動的時間 t1 ＝2 hv 0 粒子在磁場中運動的周期 T ＝2π rv＝2π mBq 設(shè)粒子在磁場中運動的時間為 t 2 ， t 2 ＝ 38 T ，求得 t ＝ t 1 ＋ t 2 ＝ 2 hv0＋ 3π m4 Bq . 對點練習(xí) 再見 。 ， 課堂講義 【例 4 】 如圖 ， 磁感應(yīng)強度為 B ，質(zhì)量為 m 、帶電量為－ q 的帶電微粒 恰好做速度大小為 v 的勻速圓周運動． (1 ) 求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向； (2 ) 若某時刻微粒運動到場中距地面高度為 H 的 P 點，速度與水平方向成 45176。 時， v 0 ＝Be d2 m最小， 由 ② 式知此時半徑最小， r m i n ＝d2 課堂講義 【例 3 】 ( 2020T ＝2 m ? π － θ ?qB 課堂講義 【例 2 】 如圖 38 5 所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 B ，寬度為 d ，邊界為CD 和 EF .一電子從 CD 邊界外側(cè)以速率 v0垂直射入勻強磁場，入射方向與 CD 邊界間夾角為 θ .已知電子的質(zhì)量為 m ，電荷量為 e ，為使電子能從磁場的另一側(cè) EF 射出，求： ( 1) 電子的速率 v0至少多大？ ( 2) 若 θ 角可取任意值， v0的最小值是多少？ 課堂講義 O1 O2 O3 O4 【例 2 】 如圖 38 5 所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 B ，寬度為 d ，邊界為CD 和 EF .一電子從 CD 邊界外側(cè)以速率 v0垂直射入勻強磁場，入射方向與 CD 邊界間夾角為 θ .已知電子的質(zhì)量為 m ，電荷量為 e ，為使電子能從磁場的另一側(cè) EF 射出，求： ( 1) 電子的速率 v0至少多大？ ( 2) 若 θ 角可取任意值， v0的最小值是多少？ 解： 當(dāng)軌道的邊界與 EF相切時，電子恰好不能從EF 射出，如圖所示，電子恰好射出時，由幾何知識可得： r＋ r c o s θ ＝ d ① 又 r＝m v 0Be ② 由 ①② 得 v 0 ＝ B e dm ? 1 ＋ c o s θ ? ③ 故電子要射出磁場，速率 至少應(yīng)為Be dm ? 1 ＋ c o s θ ?. 由 ③ 式可知， θ ＝ 0176。 的角，如圖所示．則該微粒至少需要經(jīng)過多長時間運動到距地面最高點？最高點距地面多高？ R R a 解析 (1) 要滿足微粒做勻速圓周運動， 則： qE ＝ mg 得 E ＝mgq 方向豎直向下 (2) 如圖所示，當(dāng)微粒第一次運動到最高點時， α ＝ 135176。
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