2014-2015学年高二物理专题课件：《带电粒子在复合场中的运动》课件（新人教版选修3-1）（www.ks5u.com2014高考）.ppt

答案：(1)见解析　(2)R＝0.4 m　(3)Ek＝7.68×10－18 J 已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示．求： (1)液滴在空间受到几个力作用； (2)液滴电性及带电荷量； (3)液滴做匀速圆周运动的半径多大． 【方法总结】 由于洛伦兹力永不做功，所以除洛伦兹力外的其他力做功的代数和必须为零，才能保证带电粒子动能不变，做匀速圆周运动，若除洛伦兹力外的其他力为恒定的力，则其他力的矢量和必为零． (2010·安徽理综)如图甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E＞0表示电场方向竖直向上．t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点．Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量． (1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小； (2)求电场变化的周期T； (3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值． 答案：见解析 一个质量m＝0.1 g的小滑块，带有q＝5×10－4 C的电荷，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示．小滑块由静止开始沿斜面滑下，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面．求： (1)小滑块带何种电荷？ (2)小滑块离开斜面的瞬时速度为多大？ (3)该斜面的长度至少为多长？(g取10 m/s2) 【解析】　(1)小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F，若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷． 【答案】　(1)小滑块应带有负电荷 (2)3.4 m/s (3)1.2 m 【方法总结】 带电体受力的动态分析方法是： (1)进行受力分析． (2)明确各量的动态变化，找出临界状态． (3)选择平衡条件、牛顿第二定律、运动学等相关知识进行求解． 如图1所示，套在很长的绝缘直棒上带电的小球，其质量为m、带电荷量为Q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度． 解析：对小球进行受力分析如图2a.可以看出：当摩擦力Ff＝0时，加速度最大． 根据牛顿第二定律有： 默 读 联 想 记 忆 对应学生用书P103 1．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是(　　) 课 堂 巩 固 训 练 对应学生用书P103 A．粒子必带正电荷 B．A点和B点位于同一高度 C．粒子在C点时速度最大 D．粒子到达B点后，将沿原曲线返回A点 解析：(1)平行板间电场方向向下，粒子由A点静止释放后在电场力的作用下向下运动，所以粒子必带正电荷，A正确．(2)粒子具有速度后，它就在向下的电场力F及总与速度方向垂直的洛伦兹力F洛的作用下沿ACB做曲线运动，因洛伦兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而粒子到达B点时的速度为零，所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零． 这说明粒子在电场中的B点与A点的电势能相等，即B点与A点位于同一高度，B正确．(3)因C点为轨道最低点，粒子从A运动到C电场力做功最多，C点具有的动能最大，所以粒子在C点速度最大，C正确．(4)只要将粒子在B点的状态与A点进行比较，就可以发现它们的状态(速度为零，电势能相等)相同，如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域，粒子就将在B的右侧重复前面的曲线运动，因此，粒子是不可能沿原曲线返回A点的． 答案：ABC 2．如图所示，在虚线所示宽度范围内，用电场强度为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正离子偏转θ角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过该区域，并使偏转角也为θ，(不计离子的重力)求： (1)匀强磁场的磁感应强度是多大？ (2)离子穿过电场和磁场的时间之比是多大？ 3．如图所示，一个带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为h，边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上