屆二輪復(fù)習(xí)：第1部分專題3第2講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(編輯修改稿)
2025-06-08 23:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的帶負(fù)電微粒，從坐標(biāo)原點(diǎn) O沿 y軸負(fù)方向以 v0＝ 2 103 m/s的初速度進(jìn)入磁場(chǎng)，已知微粒的帶電荷量為 q＝5 10－ 18 C，質(zhì)量為 m＝ 1 10－ 24 kg，求： 圖 3－ 2－ 2 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (1)帶電微粒第一次經(jīng)過磁場(chǎng)邊界的位置坐標(biāo)； (2)帶電微粒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間； (3)帶電微粒最終離開電、磁場(chǎng)區(qū)域的位置坐標(biāo)． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 解析：弄清帶電微粒的運(yùn)動(dòng)過程，畫出軌跡示意圖是解題的關(guān)鍵和突破口．微粒在磁場(chǎng)中先偏轉(zhuǎn) 1/4圓弧，恰好水平向左進(jìn)入電場(chǎng)，勻減速直線運(yùn)動(dòng)到速度為零后，再水平向右進(jìn)入磁場(chǎng)，繼續(xù)在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 3/4圓弧后，豎直向上進(jìn)入電場(chǎng)做類平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá) y軸后離開電場(chǎng)．軌跡如圖所示． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (1) 帶電微粒從 O 點(diǎn)射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示第一次經(jīng)過磁場(chǎng)邊界上的 A 點(diǎn)，有 q v0B ＝ mv20r 得 r ＝m v0qB＝ 4 10－ 3 m 則 A 點(diǎn)的位置坐標(biāo)為 ( － 4 10－ 3 m ，－ 4 10－ 3 m) ． (2) 設(shè)帶電微粒在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 T ，則 t＝ t OA ＋ t AC ＝14T ＋34T ＝ T ＝2π mqB 代入數(shù)據(jù)解得： T ＝ 1. 256 10－ 5 s ，即 t＝ 1. 256 10－ 5 s. 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 答案： (1)(－ 4 10－ 3 m，－ 4 10－ 3 m) (2) 10－ 5 s(3)(0, m) (3) 微粒從 C 點(diǎn)沿 y 軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，做類平拋運(yùn)動(dòng)， 則有 a ＝qEm， Δ x ＝12at21＝ 2 r ， Δ y ＝ v0t1 代入數(shù)據(jù)解得： Δ y ＝ 0 . 2 m 所以， y ＝ Δ y － 2 r ＝ (0. 2 － 2 4 10－ 3) m＝ 0 . 192 m 帶電微粒最終離開電、磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)為 (0 , 0. 1 92 m ) ． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 1．基本解題思路 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 2．運(yùn)動(dòng)情況分析 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，取決于帶電粒子所受的合外力及其初始狀態(tài)的速度，因此應(yīng)把帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合起來進(jìn)行分析． (1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng) (如速度選擇器 )． (2)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力等值反向時(shí)，即洛倫茲力提供向心力，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (3)當(dāng)帶電粒子依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過程由不同的運(yùn)動(dòng)階段組成，例如，質(zhì)譜儀中，帶電粒子要先通過加速電場(chǎng)，再通過速度選擇器，最后在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，不同階段要選擇不同的規(guī)律，列出相應(yīng)的方程． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (2022年高三押題卷 )如圖 3－ 2－ 3所示，虛線 MN左側(cè)是水平正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B； MN右側(cè)有豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) (如圖中豎直線，方向未標(biāo)出 )，電場(chǎng)中還有一固定的點(diǎn)電荷 Q，一質(zhì)量為 m， 圖 3－ 2－ 3 例 2 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) 電荷量為 q的點(diǎn)電荷，從 MN左側(cè)的場(chǎng)區(qū)沿與電場(chǎng)線成 θ＝ 45176。 角斜向上的直線勻速運(yùn)動(dòng)，穿過MN上的 A點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)的場(chǎng)區(qū)，恰好繞 Q在豎直面內(nèi)做半徑為 r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并穿過 MN上的 P點(diǎn)進(jìn)入左側(cè)場(chǎng)區(qū)．已知點(diǎn)電荷 Q及 MN右側(cè)的電場(chǎng)對(duì) MN左側(cè)無影響，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?g，靜電力常量為 k. 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)歸納 知能優(yōu) 化訓(xùn)練 熱點(diǎn)題 型示例 專題三 電場(chǎng)與磁場(chǎng) (1)判斷點(diǎn)電荷 q的電性并求出 MN左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) E1； (2)判斷點(diǎn)電荷 Q的電性并求出其電荷量； (3)求出點(diǎn)電荷 q穿過 P點(diǎn)剛進(jìn)入左側(cè)場(chǎng)區(qū)時(shí)加速度 a的大小和方向． 欄目導(dǎo)引 重點(diǎn)知 識(shí)
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