新課標(biāo)人教版3-1選修三36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)3-文庫(kù)吧資料
2024-11-28 02:50本頁(yè)面
【正文】 大小為 B=2T、 沿水平方向且垂直于 xOy 平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量 m=410 5? kg，電量 q=105? C 帶正電的微粒，在 xOy 平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn) O 時(shí)，撤去磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了 x 軸上的 P 點(diǎn)．取 g=10 m／ s2，求： （ 1）微粒運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn) O 時(shí) 速度的大小和方向 （ 2） P 點(diǎn)到原點(diǎn) O 的距離 解析： （ 1） 微粒運(yùn)動(dòng)到 O 點(diǎn)之前要受到重力、電場(chǎng)力和 洛倫茲 力作用，在這段時(shí)間內(nèi)微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明三力合力為零．由此可得 222 )()()( mgqEB q v ?? 代 入數(shù)據(jù) 解 得 v=10m/s 速度 v 與重力和電場(chǎng)力的合力的方向垂直。如果該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn) S，則兩電極之間的電壓 U 應(yīng)是多少？（不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中） 解析：如圖所示，帶電粒子從 S點(diǎn)出發(fā)，在兩筒之間的電場(chǎng)作用下加速，沿徑向穿過(guò)狹縫 a 而進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，在洛倫 茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在兩極間加上電壓，使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場(chǎng)。 可見在兩磁場(chǎng)區(qū)粒子運(yùn)動(dòng) 半徑相同，如圖 13 所示，三段圓弧的圓心組成的三角形 Δ O1O2O3是等邊三角形，其邊長(zhǎng)為 2R。一個(gè)質(zhì)量為 m、電量為 q、不計(jì)重力的 帶正電的粒子從電場(chǎng)的左邊緣的 O 點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后，又回到 O 點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（強(qiáng)調(diào)：作圖定要規(guī)范，用尺子作圖！） 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的幾條規(guī)律： （ 1）粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)： （ 2）一個(gè)動(dòng)力學(xué)方程： （ 3）運(yùn)動(dòng)的半徑大?。? 運(yùn)動(dòng)的周期為： 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為： 【例題賞析】 一、帶電粒子在連續(xù)場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 【例 1】 如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 【預(yù)備知識(shí)】 （知能回憶） 洛倫茲力的特性：洛倫茲力始終與速度 ， 且洛倫茲力 功 。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 能在老師的引領(lǐng)下，通過(guò)對(duì)例題的分析， 克服處理復(fù)雜問(wèn)題的畏難情緒 。 第 10 講 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 (一 )知識(shí)與技能： 較熟練掌握 如何作出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖，確定圓心，尋找半徑； 掌握 如何利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及動(dòng)能定理處理粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題； 知道 多過(guò)程運(yùn)動(dòng)問(wèn)題之間的“銜接點(diǎn)”往往是聯(lián)系前后兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的紐帶。 （二）過(guò)程與方法 掌握利用用 “分段法” 處理多過(guò)程問(wèn)題的 分析 方法； 掌握 “因果索源，逆推正解” 的分析問(wèn)題的方法。 通過(guò)對(duì)問(wèn)題的具體分析， 培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度 ，逐漸減少想當(dāng)然的浮躁心態(tài)。 處理 帶電粒子 在 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題關(guān)鍵是：規(guī)范的作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 ，確定圓心，找準(zhǔn)半徑。左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為 E、方向水平向右，電場(chǎng)寬度為 L；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向垂直紙面向里。求： （ 1）中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度 d； （ 2）帶電粒子從 O 點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到第一次回到 O 點(diǎn)所用時(shí)間 t. 解析：（ 1）帶電粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理，可得： 221 mvqEL? 帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二
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