帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(7)(參考版)
2025-05-19 03:08本頁面
【正文】 t2= ⑧ 電場變化的周期 T=t1+t2= ⑨ 2d2vR2dv gv?.2dvgv??第 71頁 第 71頁 共 72 頁 (3)若微粒能完成題述的運(yùn)動過程 ,要求 d≥2R⑩ 聯(lián)立③④⑥得 R= [11] 設(shè) N1Q段直線運(yùn)動的最短時(shí)間為 t1 min,由⑤⑩ [11]得 t1 min= 因 t2不變 ,T的最小值 Tmin=t1 min+t2= . 22vg2vg(2 1)2vg? ?第 72頁 第 72頁 共 72 頁 答案 :(1) (2) (3) 002EmgEv2dvgv??(2 1)2vg? ?。 (2)求電場變化的周期 T。這是因?yàn)殡妶隽椭亓Χ际呛懔?.若它們的合力不能與洛倫茲力平衡 ,則帶電粒子速度的大小和方向都會改變 ,就不可能做直線運(yùn)動 . 當(dāng)帶電粒子所受合外力變化且粒子速度不在一條直線上時(shí) ,帶電粒子做非勻變速曲線運(yùn)動 . 第 65頁 第 65頁 共 72 頁 三 ?帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的分析方法 ?思路 .一般有磁場 ?電場的復(fù)合 ,磁場 ?重力場的復(fù)合 ,磁場 ?電場 ?重力場三者的復(fù)合 . ,除重力 ?彈力 ?摩擦力外要特別注意靜電力和磁場力的分析 . ,注意運(yùn)動情況和受力情況的結(jié)合. ,要分階段進(jìn)行處理 . 第 66頁 第 66頁 共 72 頁 ,靈活選擇不同的運(yùn)動規(guī)律 . (1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動時(shí) ,根據(jù)受力平衡列方程求解 . (2)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí) ,應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律結(jié)合圓周運(yùn)動規(guī)律求解 . (3)當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運(yùn)動時(shí) ,一般用動能定理或能量守恒定律求解 . (4)對于臨界問題 ,注意挖掘隱含條件 . 第 67頁 第 67頁 共 72 頁 考向精測 考向 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 (2021C是 x軸上的一點(diǎn) ,到 O的距離為 為 m,電荷量為 q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿 x軸方向從 A點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域 ,繼而通過 C點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域 ,并再次通過 A點(diǎn) ,此時(shí)速度方向與 y軸正方向成銳角 .不計(jì)重力作用 .試求 : 第 56頁 第 56頁 共 72 頁 第 57頁 第 57頁 共 72 頁 (1)粒子經(jīng)過 C點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向 。 (3)粒子第 n次經(jīng)過電場所用的時(shí)間 tn。山東理綜 )如圖所示 ,以兩虛線為邊界 ,中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場 ,寬度為 d,兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場 ,方向垂直紙面向里 .一質(zhì)量為 m、帶電量 +q?重力不計(jì)的帶電粒子 ,以初速度 v1垂直邊界射入磁場做勻速圓周運(yùn)動 ,后進(jìn)入電場做勻加速運(yùn)動 ,然后第二次進(jìn)入磁場中運(yùn)動 ,此后粒子在電場和磁場中交替運(yùn)動 .已知粒子第二次在磁場中運(yùn)動的半徑是第一次的二倍 ,第三次是第一次的三倍 ,以此類推 .求 第 49頁 第 49頁 共 72 頁 第 50頁 第 50頁 共 72 頁 (1)粒子第一次經(jīng)過電場的過程中電場力所做的功W1。在電場中偏轉(zhuǎn)時(shí) ,僅電場力做正功 ,其電勢能一定減小 ,動能一定增加 ,C對 ,D錯 . 第 31頁 第 31頁 共 72 頁 答案 :C 第 32頁 第 32頁 共 72 頁 考點(diǎn) 2帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動 【 例 2】 如圖所示 ,套在很長的絕緣直棒上的小球 ,質(zhì)量為 104 kg,帶 104 C正電 ,小球在棒上可以滑動 ,將此棒豎直放在互相垂直且沿水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中 ,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度 E=10 N/C,方向水平向右 ,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= T,方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?,小球與棒間動摩擦因數(shù)為 μ=球由靜止沿棒豎直下落的最大加速度和最大速度 .(設(shè)小球在運(yùn)動過程中所帶電荷量保持不變 ,g取 10 m/s2) 第 33頁 第 33頁 共 72 頁 第 34頁 第 34頁 共 72 頁 [解析 ] 帶電小球沿絕緣棒下滑過程中 ,受豎直向下的重力 ,豎直向上的摩擦力 ,水平方向的彈力和洛倫茲力及電場力作用 .當(dāng)小球靜止時(shí) ,彈力等于電場力 ,如下圖 (1)所示 ,小球在豎直方向所受摩擦力最小 ,小球加速度最大 ,小球運(yùn)動過程中 ,彈力等于電場力與洛倫茲力之和 ,隨著小球運(yùn)動速度的增大 ,小球所受洛倫茲力增大 ,小球在豎直方向摩擦力也隨之增大 ,小球加速度減小 ,當(dāng)球的加速度為零時(shí) ,速度達(dá)最大 ,如圖 (2). 第 35頁 第 35頁 共 72 頁 棒上小球剛開始下落時(shí) ,加速度最大 ,設(shè)為 am,這時(shí) ,豎直方向有 mgFf=mam① 在水平方向上有 qEFN=0② 又 Ff=μFN③ 由①②③解得 , am= m/s2=2 m/s2 小球沿棒豎直下滑時(shí) ,當(dāng)速度最大時(shí) ,加速度 a=0. 4441 1 0 1 0 0 .2 1 0 4 1 01 1 0m g q Em? ???? ? ? ? ? ? ???第 36頁 第 36頁 共 72 頁 在豎直方向上 mgF′f=0④ 在水平方向上 qvmB+qEF′N=0⑤ 又 F′f=μF′N⑥ 由④⑤⑥解得 ,vm= m/s=5 m/s. [答案 ] 2 m/s2 5 m/s 4441 .0 1 0 1 0 0 .2 1 0 4 1 00 .2 4 1 0 0 .5m
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