重慶市萬州分水中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí)指導(dǎo)課件：第8章第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用實(shí)例(參考版)
2025-01-09 16:01本頁(yè)面
【正文】 新課標(biāo)全國(guó)高考 ) 如圖，一半徑為 R 的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面 ( 紙面 ) ．在 ① 柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m 、電荷量為 q 的粒子沿圖中直線在圓上的 a 點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的 b 點(diǎn)離開該區(qū)域， ② 離開時(shí)速度方向與直線垂直． ③ 圓心 O 到直線的距離為35R . ? 現(xiàn)將 ④ 磁場(chǎng)換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在 a點(diǎn)射入柱形區(qū)域， ⑤ 也在 b點(diǎn)離開該區(qū)域．若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。? ? ① 電場(chǎng)或磁場(chǎng)存在于圓形區(qū)域內(nèi)． ? ② 入射速度方向與出射速度方向垂直． ? ③ 通過幾何關(guān)系可確定 bc的長(zhǎng)度，進(jìn)而確定帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑． ? ④ 改為電場(chǎng)則帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)． ? ⑤ 可確定類平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡及其分位移． 解析： 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周的半徑為 r ，由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得： q v B ＝ mv2r則 r ＝m vqB① ，式中 v 為粒子在 a 點(diǎn)的速度． 過 b 點(diǎn)和 O 點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于 c 和 d 點(diǎn)，由幾何關(guān)系知，線段 ac 、 bc 和過 a 、 b 兩點(diǎn)和軌跡圓弧的兩條半徑 ( 末畫出 ) 圍成一正方形，因此 ac ＝ bc ＝ r ② 設(shè) cd ＝ x ，由幾何關(guān)系得： ac ＝45R ＋ x ③ bc ＝35R ＋ R2－ x2 ④ 聯(lián)立 ②③④ 式得： r ＝75R ⑤ 再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E ，粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)．設(shè)其加速度大小為 a ，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得： qE ＝ m a ⑥ r ＝12at2 ⑦ r ＝ v t ⑧ 式中 t 是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，聯(lián)立 ①⑤⑥⑦⑧ 式得： E ＝14 qRB25 m. 答案： 14 qRB25 m 點(diǎn)擊進(jìn)入 W ORD 鏈接點(diǎn)擊進(jìn)入 W ORD 鏈接? 活頁(yè)作業(yè)（二十五） 謝謝觀看！ 。 角，且 P點(diǎn)與 M點(diǎn)的高度差為 H＝ m， g取 10 m/： ? (1)A沿墻壁下滑時(shí)，克服摩擦力做的功 Wf是多少？ ? (2)P點(diǎn)與 M點(diǎn)的水平距離 s是多少？ 解析： ( 1) 小物體 A 在 N 點(diǎn)有 FN＝ 0 ， q vNB ＝ qE ， vN＝EB 對(duì)小物體從 M 到 N 的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用動(dòng)能定理得 m g h － Wf＝12m v2N－ 0 Wf＝ m g h －12m v2N＝ 6 J. ( 2) 根據(jù)小物體 A 通過 P 點(diǎn)的瞬時(shí)受力分析， θ ＝ 45176。 ⑧ 聯(lián)立 ①②③④⑥⑦⑧ 式得 s 1 ＝ 2m v 0qB ⑨ 點(diǎn) P 2 與點(diǎn) P 0 相距 l ＝ s 0 ＋ s 1 ⑩ 聯(lián)立 ①②⑤⑨⑩ 解得 l ＝2 m v 0q ????????2 v0E＋1B. 答案： 2 m v 0q ????????2 v 0E ＋1B ? “ 電偏轉(zhuǎn) ” 和 “ 磁偏轉(zhuǎn) ” 的比較 磁偏轉(zhuǎn) 電偏轉(zhuǎn) 受力特征 ① v 垂直于 B 時(shí)， FB＝ q v② v 不垂直于 B 時(shí)， FB＜q v B ， FB為變力，只改變v 的方向 B 無論 v 是否與 E 垂直， FE＝ qE ，F(xiàn)E為恒力 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 圓周運(yùn)動(dòng) ( v ⊥ B ) T ＝2π mqB，r ＝m vqB 類平拋運(yùn)動(dòng) ( v ⊥ E ) vx＝ v0， vy＝qEmt x ＝ v0t ， y ＝q E t22 m 偏轉(zhuǎn)情況 若沒有磁場(chǎng)邊界限制，粒子所能偏轉(zhuǎn)的角度不受限制 v ⊥ E ，偏轉(zhuǎn)角 θE＜π2，因做類平拋運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間內(nèi)偏轉(zhuǎn)角度往往不等 動(dòng)能變化
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