專題三電場和磁場2節(jié)(編輯修改稿)
2025-06-03 18:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ,此時應(yīng)以題目中出現(xiàn)的 “ 恰好 ” 、 “ 最大 ” 、 “ 最高 ” 、 “ 至少 ” 等詞語為突破口 ,挖掘隱含條件 ,根據(jù)臨界條件列出輔助方程 ,再與其他方程聯(lián)立求解 . 【例 2 】 ( 201 1 年福建福州市質(zhì)量檢測 )如圖在 x O y 坐標系第 Ⅰ 象限 ,磁場方向垂直 x O y 平面向里 ,磁感應(yīng)強度大小均為 B= 1 . 0 T 。電場方向水平向右 ,電場強度大小均為 E= N/C .一個質(zhì)量 m= 2 . 0 10 7 kg ,電荷量 q= 2 . 0 10 6 C 的帶正電粒子從 x 軸上 P 點以速度 v0射入第 Ⅰ 象限 ,恰好在 x O y 平面中做勻速直線運動 . 0 . 10 s 后改變電場強度大小和方向 ,帶電粒子在 x O y 平面內(nèi)做勻速圓周運動 ,取 g= 10 m/s2.求 : ( 1 )帶電粒子在 x O y 平面內(nèi)做勻速直線運動速度 v0的大小和方向 。 ( 2 )帶電粒子在 x O y 平面內(nèi)做勻速圓周運動時電場強度的大小和方向 。 ( 3 )若帶電粒子做勻速圓周運動時恰好未離開第 Ⅰ 象限 ,x 軸上入射點P 應(yīng)滿足什么條件 ? 思路點撥 :( 1 ) 粒子在復(fù)合場中做勻速直線運動 ,則合力為零 ,又重力及電場力大小、方向已知 ,結(jié)合磁場方向及平衡條件即可判斷和計算粒子速度的方向和大小 。 ( 2 ) 帶電粒子在 x O y 平面內(nèi)做勻速圓周運動時 ,電場力 F 一定與重力平衡 ,洛倫茲力提供向心力 。 ( 3 ) 帶電粒子做勻速圓周運動恰好未離開第 Ⅰ 象限 ,則圓弧左邊與 y 軸相切 ,畫出軌跡 ,結(jié)合幾何關(guān)系進行求解 . 解析 :( 1 ) 粒子在復(fù)合場中做勻速直 線運動 ,所以粒子所受合力為零 ,如圖所示 .設(shè)速度 v0與 x 軸夾角為 θ ,則 重力 m g= 2 . 0 10 6 N 電場力 F 電 = E q = 2 10 6 N 洛倫茲力 f= = 4 . 0 10 6 N 由 f= q v0B 得 v0= 2 . 0 m /s 由于 t an θ = = 所以 θ = 60176。 速度 v0大小為 2 . 0 m /s ,方向斜向上與 x 軸正方向夾角為 60176。 . ( 2 ) 帶電粒子在 x O y 平面內(nèi)做勻速圓周運動時 ,電場力 F 電 一定與重力平衡 ,洛倫茲力提供向心力 .則電場強度為 E= = 1 . 0 N/C 方向豎直向上 . ( 3 ) 如圖帶電粒子做勻速圓周運動 ,且恰好未離開第 Ⅰ 象限 ,圓弧左邊與 y 軸相切于 N 點 ,如圖所示 . 由于粒子由 P 到 Q 做勻速直線運動 ,則 P Q = v0t= 0 . 2 m 由于洛倫茲力提供向心力 ,則 qv0B = m 整理并代入數(shù)據(jù)得 R= 0 . 2 m 由幾何知識得 O P = R + R s in 60176。 PQ c o s 60 176。 = 0 . 27 m x 軸上入射點 P 離 O 點距離至少為 0 . 27 m . 答案 :( 1 ) 2 . 0 m /s ,方向斜向上與 x 軸夾角為 60176。 ( 2 ) 1 . 0 N/C 方向豎直向上 ( 3 )x 軸上入射點 P 離 O 點距離至少為 0 . 27 m 觸類旁通 2
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