專題6——電場和磁場第2課時(編輯修改稿)
2025-06-19 23:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 E 3?由幾何關(guān)系可知 LPD=20cm R= = (2分 )微粒做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供 , qvB2= 解得 B2= (3分 ) (3)由圖可知 ,磁場 B2的最小區(qū)域應(yīng)該分布在圖示的矩形 PACD內(nèi) (2分 ) 由幾何關(guān)系易得 LPA=R(1cos60176。 )= (2分 ) ?30cos2PDLRvm 2T23m303m1532m1503所以 , S=LPD LPA= m2 = (2分 ) 51303答案 (1)方向與微粒運動的方向垂直 ,并與 y軸負方向成 30176。 角斜向下 . 103m/s 2m1503)3(T23)2( 帶電粒子在復(fù)合場中運動問題的解決方法是 :確定研究對象 ,受力分析 ,運動狀態(tài)和運動過程分析 ,可以用力的平衡或動力學(xué)規(guī)律解決問題 ,也可以用能量轉(zhuǎn)化的觀點解決問題 .一般情況下用能量觀點顯得非常簡捷 ,特別是帶電粒子受變力作用的較復(fù)雜的曲線運動 ,必須借助功能關(guān)系解決 . 預(yù)測演練 2 (2021 煙臺市高考適應(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電場和垂直電場方向水平向里的勻強磁場 ,如圖 626甲所示 .磁場隨時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 .在 t=0時刻 ,有一個質(zhì)量為m、電荷量為 +q的小球 (可看作質(zhì)點 ),從 M點開始沿著水平直線以速度 v0做勻速直線運動 ,t0時刻恰好到達N點 .經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn) ,小球在 t=2t0至 t=3t0時間內(nèi)的某一時刻 ,又豎直向下經(jīng)過直線 MN上的 D點 ,并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過 D點 .求 : 圖 626 (1)電場強度 E的大小 . (2)小球從 M點開始運動到第二次經(jīng)過 D點所用的時間 . (3)小球運動的周期 ,并畫出運動軌跡（只畫一個周期） . 解析 (1)小球從 M點到 N點有 qE=mg 解得 E= (2)小球從 M點到達 N點所用時間 t1=t0 qmg小球從 N點經(jīng)過 個圓周 ,到達 P點 ,所以 t2=t0 小球從 P點到 D點的位移 x=R= 小球從 P點到 D點的時間為 t3= = 所以 t=t1+t2+t3=2t0+ (或 t= (3π+1), t=2t0 ) (3)小球運動一個周期的軌跡如下圖所示 4300qBmv0vR0qBm0qBm?????? ?1π310qBm小球的運動周期為 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)運動的應(yīng)用 例 3 (2021 珠海市第二次調(diào)研 )如圖 627甲是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖 .設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中的 A容器 ,使它受到電子束轟擊 ,失去一個電子成為正一價的離子 .離子從狹縫 S1以很小的速度進入電壓為 U的加速電場區(qū) (初速度不計 ),加速后再通過狹縫 S2從小孔 G垂直于 MN射入偏轉(zhuǎn)磁場 ,該 偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線 MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場 ,磁場的磁感應(yīng)強度為 轉(zhuǎn)磁場后 ,最終到達照相底片上的 H點 (圖中未畫出 ),測得 G、 H間的距離為 d,粒子的重力可忽略不計 .試求 : 圖 627 (1)該粒子的比荷 (q/m). (2)若偏轉(zhuǎn)磁場為半徑為 的圓形區(qū)域 ,且與 MN相切于 G點 ,如圖乙所示 ,其它條件不變 .仍保證上述粒 d33子從 G點垂直于 MN進入偏轉(zhuǎn)磁場 ,最終仍然到達照相底片上的 H點 ,則磁感應(yīng)強度 的比值為多少 ? 解析 (1)qU= R= qvB= 得 = (2)軌跡如下圖所示 ,設(shè) ∠ GOH=θ ,帶電粒子在磁場中運動半徑為 R′ 221mv2dRmv2228dBUmq則 tanθ = = = 即 θ =60 則 HO′=2 O′ P,即 dR′=2 R′ 得 R′= 因為其它條件不變 , qvB′= qvB= 聯(lián)立以上兩式 ,得 = GOGHdd33 3d31Rvm?2Rvm 2BB?228)1(dBU答案 (2) 預(yù)測演練 3 (2021 廣東 12) 如圖 628是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖 ,帶電粒子被加速電場加速后 ,進入速度選擇器 .速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為 B和 S上有可讓粒子通過的狹縫 P和記錄粒子位置的膠片 S下方有強度為 B0的勻強磁場 .下列表述正確的是 （ ） 圖 628 B. P的帶電粒子的速率等于 P,粒子的荷質(zhì) 比越小 BE解析 由加速電場可知被加速粒子帶正電 ,只有磁場B向外 ,才能保證帶電粒子在速度選擇器中受到的靜電力與洛倫茲力平衡 ,即 qE=qvB,v= ,B對 ,C對 。由于 R= , = ,R越小 , 越大 ,D錯 . BE0qBmvmqRBv0mq答案 ABC 1.(2021 杭州市模擬三 )有一個帶電量為 +q、重為 G 的小球 ,從兩豎直的帶電平行板上 方 h處自由落下 ,兩
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