江苏版高考物理一轮复习第9章第3节带电粒子在复合场中的运动课件.ppt

4.如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下列选项中的(　　) 　　　　　　　　 　A　　　 　B　　　　　C　　 　　D 1 2 3 4 5 6 A　[带电圆环在磁场中受到向上的洛伦兹力，当重力与洛伦兹力相等时，圆环将做匀速直线运动，A正确；当洛伦兹力大于重力时，圆环受到摩擦力的作用，并且随着速度的减小而减小，圆环将做加速度减小的减速运动，最后做匀速直线运动，D错误；如果重力大于洛伦兹力，圆环也受摩擦力作用，且摩擦力越来越大，圆环将做加速度增大的减速运动，故B、C错误。] 1 2 3 4 5 6 5.如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(　　) A．mambmc B．mbmamc C．mcmamb D．mcmbma 1 2 3 4 5 6 磁场、电场与重力场叠加 角度3 1 2 3 4 5 6 B　[设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即 mag＝qE① b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则 mbg＝qE＋qvB② c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则 mcg＋qv′B＝qE③ 比较①②③式得：mbmamc，选项B正确。] 1 2 3 4 5 6 (1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向； (2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t。 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 乙 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 [答案]　(1)20 m/s，方向与电场方向成60°角斜向上　(2)3.5 s 解决带电粒子在交变电、磁场中的运动问题的基本思路 考点3　带电粒子在交变电、磁场中的运动 先读图 了解场的变化情况 受力分析 分析粒子在不同的变化场区的受力情况 过程分析 分析粒子在不同时间内的运动情况 找衔接点 找出衔接相邻两过程的物理量 选规律 联立不同阶段的方程求解 [典例]　如图甲所示，虚线MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为质点)，以大小为v0的水平初速度沿PQ向右做直线运动。若小球刚经过D点时(t＝0)，在电场所在空间叠加如图乙所示随时间 甲　　　　　　　　　　　乙　　　 (1)求电场强度E的大小； (2)求t0与t1的比值； (3)小球过D点后将做周期性运动，当小球运动的周期最大时，求此时磁感应强度的大小B0及运动的最大周期Tm。 审题指导 题中信息 方法引导 沿PQ向右做直线运动 小球受力平衡，通过平衡条件，可求出电场强度的大小 小球再次通过D点速度与PQ成60°角 画出运动轨迹，找出直线运动位移大小与匀速圆周运动轨迹半径的关系 求运动的最大周期 当小球运动轨迹最长，圆弧轨迹与MN相切时小球运动周期最大 (2)小球能再次通过D点，其运动轨迹应如图(a)所示。 (a) 设小球做匀速圆周运动的轨迹半径为r，则由几何关系有 (3)当小球运动的周期最大时，其运动轨迹应与MN相切，小球运动一个周期的轨迹如图(b)所示， (b) 带电粒子在交变磁场中的运动 角度1 [典例3]　如图所示，真空中有一以(r,0)为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y≥r的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E；从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内。已知质子的电荷量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计重力及阻力的作用，求： (1)质子射入磁场时的速度大小； (2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需时间及与y轴交点坐标。 [跟进训练] 如图所示，一个质量为m、电荷量为q的正离子，在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向上，最后离子打在G处，而G处距A点2d(AG⊥AC)，不计离子重力，离子运动轨迹在纸面内。求： (1)此离子在磁场中做圆周运动的半径r； (2)离子从D处运动到G处所需时间； (3)离子到达G处时的动能。 [解析]　(1)正