第2課帶電粒子在磁場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 題型一 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 例1如圖所示 圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a b 以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng) 其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用 則下列說(shuō)法正確的是 A a粒子速率較大B b粒子速率較大C b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)D a b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長(zhǎng) 變式訓(xùn)練1 2015 新課標(biāo) 兩相鄰的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同 方向平行 一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子 不計(jì)重力 從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后 粒子的 D A 軌道半徑減小 角速度增大B 軌道半徑減小 角速度減小C 軌道半徑增大 角速度增大D 軌道半徑增大 角速度減小 題型二 帶電粒子在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的臨界問(wèn)題 方法點(diǎn)撥 解決帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題時(shí)應(yīng)該注意三種幾何關(guān)系 1 剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切 2 當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率v一定時(shí) 粒子經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng) 或弦長(zhǎng) 越長(zhǎng) 圓心角越大 則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng) 3 當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)速率v變化時(shí) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大 其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng) 題型三 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 例3 2015 福建高考 如圖 絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng) 電場(chǎng)方向水平向右 電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E 磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 一質(zhì)量為m 電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿MN下滑 到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開(kāi)MN做曲線運(yùn)動(dòng) A C兩點(diǎn)間距離為h 重力加速度為g 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(guò)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(guò)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 方法點(diǎn)撥 帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法不論帶電粒子是先后在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 還是先后在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 解決方法如下 1 分別研究帶電粒子在不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 若垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向進(jìn)入 則做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 若速度方向與電場(chǎng)方向在同一直線上 則做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 若進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向垂直 則做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng) 根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別求解 2 帶電粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系來(lái)處理 3 注意分析磁場(chǎng)和電場(chǎng)邊界處或交接點(diǎn)位置粒子速度的大小和方向 把粒子在兩種不同場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)