高中人教版物理選修3-1學(xué)案：第3章-習(xí)題課4-帶電粒子在復(fù)合場中的運動-【含解析】(編輯修改稿)
2025-04-03 04:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 入射時速度的大??；(3)若該粒子進入磁場時的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點運動到N點的時間。思路點撥：(1)帶電粒子在電場中做平拋運動，應(yīng)用運動的分解進行分析，注意速度和位移的分析。(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當(dāng)向心力，注意半徑和圓心角的分析。(3)粒子由電場進入磁場時，速度與x軸正方向的夾角與做圓周運動的圓心角關(guān)系密切，注意利用。[解析] (1)粒子運動的軌跡如圖(a)所示。(粒子在電場中的軌跡為拋物線，在磁場中為圓弧，上下對稱)(a)(2)粒子從電場下邊界入射后在電場中做類平拋運動。設(shè)粒子從M點射入時速度的大小為v0，在下側(cè)電場中運動的時間為t，加速度的大小為a；粒子進入磁場的速度大小為v，方向與電場方向的夾角為θ(見圖(b))，速度沿電場方向的分量為v1.根據(jù)牛頓第二定律有qE＝ma ①(b)式中q和m分別為粒子的電荷量和質(zhì)量。由運動學(xué)公式有v1＝at ②l′＝v0t ③v1＝vcos θ ④粒子在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)其運動軌道半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得qvB＝ ⑤由幾何關(guān)系得l＝2Rcos θ ⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得v0＝。 ⑦(3)由運動學(xué)公式和題給數(shù)據(jù)得v1＝v0cot ⑧聯(lián)立①②③⑦⑧式得＝ ⑨設(shè)粒子由M點運動到N點所用的時間為t′，則t′＝2t＋T ⑩式中T是粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期。T＝ ?由③⑦⑨⑩?式得t′＝(1＋)。 ?[答案] 見解析帶電粒子在組合場中的運動問題
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