學案11帶電粒子在復合場中的運動-資料下載頁
2025-05-11 07:23本頁面
【正文】 dR 21－ ? 3 d ?2 y1＝ R1－ R 21－ ? 3 d ?2 y2＝ l t an θ 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 考題 3 則速率為 λ v 0 ( λ 1) 的顆粒打在收集板上的位置到 O 點的距離為 y ＝ y 1 ＋ y 2 解得 y ＝ d (5 λ － 25 λ2－ 9 ) ＋3 l25 λ2－ 9. 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 審題模板 11 帶電粒子在 復合場中的運動 與能量問 題的結合 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 解析 ( 1) 帶電小球垂直于邊界 GH 進入復合場，做勻速圓周運動，則有： qE ＝ mg ① 帶電小球做勻速圓周運動由洛倫茲力提供向心力且經過半個圓周到達 O 點，碰后再經過半個圓周回到低一級平臺．設小球做勻速圓周運動的周期為 T ′ . 根據(jù)帶電粒子在磁場中運動的周期公式 T ′ ＝2π mqB 0 ② 因為T4＝T ′2，即 T ＝ 2 T ′ .由 ①② 消去 q ，得交變磁場變化的周期 T ＝4π EgB 0 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 ( 2) 小球在高一級平臺上做勻速直線運動，初速度等于在復合場中運動的速度，由牛頓第二定律有： q v B 0 ＝ mv2r ③ 由幾何關系有： r ＝h2 ④ 聯(lián)立 ①③④ ，解得： v ＝gB 0 h2 E ⑤ 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 ( 3 ) 設小球碰后的速度大小為 v ′ ，碰后做勻速圓周運動的半徑為 r ′ ， 由牛頓第二定律有 q v ′ B0＝ mv ′2r ′ ⑥ 由幾何關系有 r ′ ＝h4 ⑦ 聯(lián)立解得 v ′ ＝gB0h4 E ⑧ 設碰后物塊獲得的動能為 Ek，因碰撞過程無能量損失， 有12m v2＝12m v ′2＋ Ek ⑨ 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 物塊由 C 運動到 D 的過程由能量守恒得： E k ＝ fs ＋ E p ⑩ 聯(lián)立 ⑤⑧⑨⑩ 解得 E p ＝3 mg 2 B 20 h 232 E 2 － fs 答案 ( 1) 4π EgB0 ( 2) gB 0 h2 E ( 3) 3 mg2 B 20 h232 E 2 － fs 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 【思維提升】 1 ． 小球在復合場中做勻速圓周運動時，洛倫茲力提供向心力，電場力與重力應平衡． 2 ．小球的速度要反向，只有磁場方向反向， 小球才能返回低一級平臺，由此可確定磁場變化周期． 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 【大顯身手】 如圖 9 所示，勻強電場場強 E ＝ 4 V/m ，方向水平向左，勻強磁場的磁感應強度 B ＝ 2 T ，方向垂直紙面向里，質量 m ＝ 1 k g 的帶正電小物體 A ，從 M 點沿絕緣粗糙的豎直墻壁無初速度下滑，它滑行 h ＝ m 到 N點時脫離墻壁做曲線運動，在通過 P 點瞬間 A 受力平衡，此時其速度與水平方向成 45176。 角，且 P 點與 M 點的高度差為 H ＝ m ， g 取 1 0 m /s2. 試求： 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 圖 9 ( 1 ) A 沿墻壁下滑時，克服摩擦力做的功 W f； ( 2 ) P 點與 M 點的水平距離 s 是多少． 答案 ( 1) 6 J ( 2) 0 .6 m 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 解析 ( 1) 小物體 A 在 N 點有 N ＝ 0 ， q vNB ＝ qE ， vN＝EB＝ 2 m /s 對小物體 A 從 M 到 N 的運動過程應用動能定理得 m g h － Wf＝12m v 2 N－ 0 Wf＝ m g h －12m v 2N＝ 6 J 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板 學案 11 審題模板 ( 2) 對小物體 A 通過 P 點的瞬間進行受力分析， θ ＝ 45176。 ， qE ＝ mg ， q ＝mgE＝ C c os θ ＝mgq vPB， vP＝mgqB c os θ＝ 2 2 m /s 對小物體 A 從 N 到 P 的運動過程應用動能定理得 mg ( H － h ) － qEs ＝12m v 2P－12m v 2N 故 s ＝ m 本學案欄目開關 考題 1 考題 2 考題 3 審題模板
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