高中物理課件第八章專題8帶電粒子在復合場中的運動(編輯修改稿)
2025-02-02 16:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 2 ．帶電粒子 ( 體 ) 在復合場中的運動問題求解要點 ( 1) 受力分析是基礎(chǔ)． ( 2) 運動過程分析是關(guān)鍵． ( 3) 根據(jù)不同的運動過程及物理模型選擇合適的物理規(guī)律列方程求解． 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 跟蹤訓練 1 如圖 6 所示，在水 平地面上方有一范圍足夠大的 互相正交的勻強電場和勻強磁 場區(qū)域，磁場的磁感應強度為 B 、 垂直紙面向里．一質(zhì)量為 m 、帶 電荷量為 q 的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面 ( 垂直于磁場方向的平面 ) 做速度大小為 v 的勻速圓周運動，重力加速度為 g . ( 1) 求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向； ( 2) 若某時刻微粒在復合場中運動到 P 點時，速度與水平方向的夾角為 60176。 ，且已知 P 點與水平地面間的距離等于其做圓周運動的半徑，求該微粒運動到最高點時與水平地面間的距離； 圖 6 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 ( 3) 當帶電微粒運動至最高點時，將電場強度的大小變?yōu)樵瓉淼?1/2( 方向不變，且不計電場變化對原磁場的影響 ) ，且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛妫髱щ娢⒘Ｂ渲恋孛鏁r的速度大?。? 解析 ( 1) 由于帶電微?？梢栽陔妶?、磁場和重力場共存的區(qū)域內(nèi)沿豎直平面做勻速圓周運動，表明帶電微粒所受的電場力和重力大小相等、方向相反，因此電場強度的方向豎直向上 設電場強度為 E ，則有 mg ＝ qE ，即 E ＝ mg / q 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 ( 2) 設帶電微粒做勻速圓周運動的軌道半徑為 R ，根據(jù)牛頓第二定律和洛倫茲力公式有 q v B ＝ m v2/ R ， R ＝m vqB 依題意可畫出帶電微粒做勻 速圓周運動的軌跡如圖所示， 由幾何關(guān)系可知，該微粒運動 至最高點時與水平地面間的距離 hm＝52R ＝5 m v2 qB 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 ( 3) 將電場強度的大小變?yōu)樵瓉淼?1 /2 ，則電場力變?yōu)樵瓉淼?1/ 2 ，即 F 電 ＝ mg /2 帶電微粒運動過程中，洛倫茲力不做功，所以它從最高點運動至地面的過程中，只有重力和電場力做功．設帶電微粒落地時的速度大小為 vt，根據(jù)動能定理有 m ghm－ F 電 hm＝12m v 2t－12m v2 解得： vt＝ v2＋5 mg v2 qB 答案 ( 1) m g/q 方向豎直向上 ( 2)5 mv2 qB ( 3) v2＋5 m gv2 qB 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 考點二 帶電粒子在組合場中的運動 考點解讀 1 ． 近幾年各省市的高考題在這里的命題情景大都是組合場模型，或是一個電場與一個磁場相鄰，或是兩個或多個磁場相鄰． 2 ．解題時要弄清楚場的性質(zhì)、場的方向、強弱、范圍等． 3 ．要進行正確的受力分析，確定帶電粒子的運動狀態(tài)． 4 ．分析帶電粒子的運動過程，畫出運動軌跡是解題的關(guān)鍵． 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 典例剖析 例 2 如圖 7 所示，在直角 坐標系的第 Ⅰ 象限和第 Ⅲ 象限存在著電場強度均為 E 的勻強電場，其中第 Ⅰ 象 限電場沿 x 軸正方向，第 Ⅲ 象限電場沿 y 軸負方向．在第 Ⅱ 象限和第 Ⅳ 象限存在著磁感應強度均為 B 的勻強磁場，磁場方向均垂直紙面向里．有一個電子從 y 軸的 P 點以垂直于 y 軸的初速度 v0進入第 Ⅲ 象限，第一次到達 x 軸上時速度方向與x 軸負方向夾角為 45176。 ，第一次進入第 Ⅰ 象限時，與 y軸負方向夾角也是 45176。 ，經(jīng)過一段時間電子又回到了 P點，進行周期性運動．已知電子的電荷量為 e ，質(zhì)量為m ，不考慮重力和空氣阻力．求： 圖 7 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 ( 1) P 點距原點 O 的距離； ( 2) 粒子第一次到達 x 軸上 C 點與第一次進入第 Ⅰ 象限時的 D 點之間的距離； ( 3) 電子從 P 點出發(fā)到第一次回到 P 點所用的時間． 解析 ( 1) 電子在第 Ⅲ 象限做類平拋運動，第一次到達 x軸時，沿 y 軸方向的分速度為 vy＝ v0tan 45176。 ＝ v0 ① 設 OP ＝ h ， a ＝eEm，則 v 2y＝ 2 ah ② 由 ①② 聯(lián)立解得 h ＝m v 202 eE 課堂探究 突破考點 專題 8 本課欄目開關(guān) 基礎(chǔ)再現(xiàn) 深度思考 課堂探究 突破考點 ( 2) 解法一 ：設 CO 之間距離為 s ， 則有 s ＝ v0t ， h ＝12vyt ， 聯(lián)立解得 s ＝m v 20eE， CD 之間距離為 2 s ＝2 m v 20eE. 解法二 ：由 e v B ＝
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