“微講座”(八)——帶電粒子在復合場中的運動軌跡分析第八章磁場第1頁，共38頁。帶電粒子在復合場中的運動是歷年高考中的壓軸題,所以明確粒子的運動軌跡、類型及判定方法對于問題的解決至關重要.第2頁，共38頁。2．運動條件——解決思路(1)勻速直線運動：粒子受到的合場力為零，用平衡條件列方程．(2)勻變速直線運動：一般情況下，帶電粒子沿電場線進入勻強電場，且只受電場力作用，用動力學公式或動能定理列方程．(3)類平拋運動：帶電粒子垂直電場線進入勻強電場，且只受電場力作用，用運動的合成和分解加以解決．第3頁，共38頁。(4)勻速圓周運動：①帶電粒子垂直進入勻強磁場，且只受洛倫茲力，用牛頓第二定律列方程．②帶電粒子垂直磁場進入正交的磁場、電場、重力場區(qū)域，列重力與電場力平衡方程和洛倫茲力提供向心力方程．(5)變加速曲線運動：帶電粒子在疊加場中做曲線運動的過程中,洛倫茲力的大小和方向均發(fā)生變化.一般列動能定理方程.帶電粒子在復合場中運動時,是上述兩種或三種運動的組合,因此要分段加以研究，關鍵弄清粒子從一區(qū)域進入另一區(qū)域時的位置、速度大小和方向．第4頁，共38頁。如圖所示，一個帶負電的粒子沿磁場邊界從A點射

出,粒子質量為m、電荷量為－q，其中區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內的勻強磁場寬為d,磁感應強度為B，區(qū)域Ⅱ寬也為d，粒子從A點射出后經過Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域后能回到A點，不計粒子重力.第5頁，共38頁。(1)求粒子從A點射出到回到A點經歷的時間t.(2)若在區(qū)域Ⅱ內加一水平向左的勻強電場且區(qū)域Ⅲ的磁感應強度變?yōu)?B，粒子也能回到A點，求電場強度E的大?。?3)若粒子經Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域后返回到區(qū)域Ⅰ前的瞬間使區(qū)域Ⅰ的磁場反向且磁感應強度減半，則粒子的出射點距A點的距離為多少？第6頁，共38頁。第7頁，共38頁。第8頁，共38頁。[答案]見解析第9頁，共38頁。第10頁，共38頁。第11頁，共38頁。丙第12頁，共38頁。第13頁，共38頁。第14頁，共38頁。[答案]

(1)7.2×103N/C

(2)4cm

(3)3.86×10－4s第15頁，共38頁。(2013·高考福建卷)如圖甲，空間存在一范圍足夠大的垂直于xOy平面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B.讓質量為m，電荷量為q(q＞0)的粒子從坐標原點O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到該磁場中．不計重力和粒子間的影響．第16頁，共38頁。(1)若粒子以初速度v1沿y軸正向入射，恰好能經過x

軸上的A(a，0)點，求v1的大?。?2)已知一粒子的初速度大小為v(v>v1)，為使該粒子能經過A(a，0)點,其入射角θ(粒子初速度與x軸正向的夾角)有幾個?并求出對應的sinθ值．(3)如圖乙，若在此空間再加入沿y軸正向、大小為E的勻強電場,一粒子從O點以初速度v0沿y軸正向發(fā)射．研究表明：粒子在xOy平面內做周期性運動，且在任一時刻，粒子速度的x分量vx與其所在位置的y坐標成正比，比例系數與場強大小E無關．求該粒子運動過程中的最大速度值vm.第17頁，共38頁。第18頁，共38頁。第19頁，共38頁。第20頁，共38頁。第21頁，共38頁。1．(2014·鄭州質檢)如圖所示，中軸線PQ將矩形區(qū)域MNDC分成上、下兩部分，上部分充滿垂直紙面向外的勻強磁場，下部分充滿垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度皆為B.一質量為m、帶電荷量為q的帶正電的粒子從P點進入磁場，速度與邊MC的夾角θ＝30°.MC邊長為a，MN邊長為8a，不計粒子重力．求：第22頁，共38頁。(1)若要該粒子不從MN邊射出磁場，其速度最大是多少；(2)若要求該粒子恰從Q點射出磁場，其在磁場中的運行時間最少是多少．第23頁，共38頁。第24頁，共38頁。第25頁，共38頁。2.(2014·襄陽調研)如圖所示，圓心為坐標原點O、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個區(qū)域，即圓內區(qū)域Ⅰ和圓外區(qū)域Ⅱ.區(qū)域Ⅰ內有方向垂直于xOy平面的磁感應強度為B1的勻強磁場.平行于x軸的熒光屏垂直于xOy平面,放置在y＝－2.2R的位置.一束質量為m、電荷量為q、動能為E0的帶正電的粒子從坐標為(－R，0)的A點沿x軸正方向射入區(qū)域Ⅰ，當區(qū)域Ⅱ內無磁場時，粒子全部打在熒光屏上坐標為(0，－2.2R)的M點，且此時，若將熒光屏沿y軸負方向平移，粒子打在熒光屏上的位置不變．第26頁，共38頁。若在區(qū)域Ⅱ內加上方向垂直于xOy平面的磁感應強度為B2的勻強磁場，上述粒子仍從A點沿x軸正方向射入區(qū)域Ⅰ，則粒子全部打在熒光屏上坐標為(0.4R，－2.2R)的N點．求：第27頁，共38頁。(1)打在M點和N點的粒子的運動速度v1、v2的大小；(2)B1、B2的大小和方向；(3)若將區(qū)域Ⅱ中的磁場撤去，換成平行于x軸的勻強電場，仍從A點沿x軸正方向射入區(qū)域Ⅰ的粒子恰好也打在熒光屏的N點，則電場的場強為多大？第28頁，共38頁。第29頁，共38頁。[答案]見解析第30頁，共38頁。第31頁，共38頁。第32頁，共38頁。(1)勻強電場的場強大小，并判斷P球所帶電荷的正負；(2)小球Q的拋出速度v0的取值范圍；(3)B1是B2的多少倍？第33頁，共38頁。第34頁，共38頁。第35頁，共38頁。第36頁，共38頁。本部分內容講解結束按ESC鍵退出全屏播放第37頁，共38頁。內容梗概“微講座”(八)——帶電粒子在復合場中的運動軌跡分析。第八章磁場。帶電粒子在復合場中的運動是歷年高考中的壓軸題,所以明確粒子的運動軌跡、類型及判定方法對于問題的解決至關重要.。(5)變加速曲線運動：帶電粒子在疊加場中做曲線運動的過程中,洛倫茲力的大小和方向均發(fā)生變化.一般列動能定理方程.。如圖所示，一個帶負電的粒子沿磁場邊界從A點射出,粒子質量為m、電荷量為－q，其中區(qū)域Ⅰ、Ⅲ內的勻強磁場寬為d,磁感應強度為B，區(qū)域Ⅱ寬也為d，粒子從A點射出后經過Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域后能回到A點，不計粒子重力.。(2)若在區(qū)域Ⅱ內加一水平向左的勻強電場且區(qū)域Ⅲ的磁感應強度變?yōu)?B，粒子也能回到A點，求電場強度E的大?。?/p>