1、能力課(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,角度1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例,圖1,A11 B12 C121 D144 解析設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量和電荷量分別為m1、q1，一價(jià)正離子的質(zhì)量和電荷量為m2、q2。對(duì)于任意粒子，在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定理得,答案D,圖2,答案AC,圖3,答案CD,解決實(shí)際問題的一般過程：,方法技巧,角度2帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) “磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較,圖4,(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和速度大小v1； (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E； (3)粒子從開始到第三次經(jīng)過x軸的時(shí)間t總。,解析(1)根據(jù)題意可知，大致畫出粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示：,【拓展延

2、伸1】改變電場(chǎng)方向 將【模擬示例2】中x軸下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向改成與x軸負(fù)方向成45角，如圖5所示，若粒子沿平行電場(chǎng)線方向進(jìn)入電場(chǎng)，且粒子沿電場(chǎng)線移動(dòng)的最大距離為h，求：,圖5,(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E； (2)粒子從開始到第三次經(jīng)過x軸的時(shí)間t。 解析(1)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：,【拓展延伸2】改變釋放點(diǎn)的位置 將【模擬示例2】中的帶電粒子在a(2h，2h)點(diǎn)由靜止釋放，粒子第二次經(jīng)過x軸時(shí)恰好過坐標(biāo)原點(diǎn)O。求：,圖6,(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度； (2)粒子從開始運(yùn)動(dòng)到第五次經(jīng)過x軸時(shí)的時(shí)間。,解析(1)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示：,“5步”突破帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,方法技巧,圖7

3、,(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值； (2)該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。,解析(1)如圖，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，粒子質(zhì)量與所帶電荷量分別為m和q，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R0。由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得,角度3帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1磁場(chǎng)力、重力并存 (1)若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，故機(jī)械能守恒。 2電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存(不計(jì)重力) (1)若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，可用動(dòng)能定理求解

4、。,3電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存 (1)若三力平衡，帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)若重力與電場(chǎng)力平衡，帶電體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 (3)若合力不為零，帶電體可能做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，可用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解。,圖8,(1)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向； (2)從撤掉磁場(chǎng)到小球再次穿過P點(diǎn)所在的這條電場(chǎng)線經(jīng)歷的時(shí)間t。,圖9,(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC； (2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf； (3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的

5、速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vP。,帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法,方法技巧,1(多選)如圖10所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域。不計(jì)重力，則(),圖10,A若電子從右向左飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng) B若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn) C若電子從左向右飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn) D若電子從左向右飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng) 解析若電子從右向左飛入，電場(chǎng)力向上，洛倫茲力也向上，所以向上偏，B選項(xiàng)正確；若電子從左向右飛入，電場(chǎng)力向上，洛倫茲力向下。由題意知電子受力平衡將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)正確。 答

6、案BD,2. (2016北京東城區(qū)模擬)如圖11所示，一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的離子，經(jīng)過由正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的速度選擇器后，進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并分裂為A、B兩束，下列說法中正確的是(),圖11,A組成A束和B束的離子都帶負(fù)電 B組成A束和B束的離子質(zhì)量一定不同 CA束離子的比荷大于B束離子的比荷 D速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,答案C,圖12,A它們的最大速度相同 B它們的最大動(dòng)能相同 C兩次所接高頻電源的頻率不相同 D僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能,答案A,4如圖13所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與水平方向成角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，

7、有一帶電液滴沿斜向上的虛線L做直線運(yùn)動(dòng)，L與水平方向成角，且，則下列說法中錯(cuò)誤的是(),圖13,A液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng) B液滴一定帶正電 C電場(chǎng)線方向一定斜向上 D液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng),解析帶電液滴做直線運(yùn)動(dòng)，且受到洛倫茲力的作用，這種直線運(yùn)動(dòng)必為勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果液滴的運(yùn)動(dòng)是變加速直線運(yùn)動(dòng)，則合力必與該直線共線，不管速度大小如何變化，所受洛倫茲力大小必變化，所受合力將與直線L不再共線。液滴受力平衡，洛倫茲力必然垂直于直線向上，據(jù)洛倫茲力的方向及磁場(chǎng)方向可以判斷液滴帶正電，要想受力平衡，電場(chǎng)力方向必沿實(shí)線向上，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案D,5(2016廣東九校聯(lián)考)如圖14所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d0.10 m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度E5.0105N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.6 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。今有一質(zhì)量為m4.81025 kg、電荷量為q1.61018 C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v01.0106 m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b