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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,0,一、帶電粒子在勻強電場中的運動,1、,加速（通常應用動能定理求解）,【,例,1】,如圖所示，兩個極板的正中央各有一小孔，兩板間,加以電壓,U,，一帶正電荷,q,的帶電粒子以初速度,v,0,從左邊的,小孔射入，并從右邊的小孔射出，則射出時速度為多少？,M,N,q,U,v,0,v,第1頁/共20頁,一、帶電粒子在勻強電場中的運動1、加速（通常應用動能定理求解,1,2.,偏轉（通常垂直進入電場，作類平拋運動）,第2頁/共20頁,2.偏轉（通常垂直進入電場，作類平拋運動）第2頁/共20頁,2,【,例,2】,質(zhì)量為,
2、m,、電荷量為,+q,的帶電粒子以一初速沿垂直于電場的方向，進入長為,l,、間距為,d,、電壓為,U,的平行金屬板間的勻強電場中，粒子將做類平拋運動，如圖所示，若不計粒子重力，試求：（結果用,q,，,l,，,d,，,U,，,m,表示）,（,1,）初速度在什么范圍時，帶電粒子將打在極板上？,（,2,）初速度在什么范圍時，帶電粒子將飛出電場？,+,-,第3頁/共20頁,+-第3頁/,3,二、帶電粒子在磁場中的運動,高考對帶電粒子在磁場中運動的考查，主要集中在對帶電粒子在有界磁場中運動的臨界問題和極值問題的分析和求解這類問題主要利用牛頓定律、圓周運動知識，結合幾何知識解決,第4頁/共20頁,二、帶電
3、粒子在磁場中的運動第4頁/共20頁,4,處理該類問題常用的幾個幾何關系,(1),四個點：分別是入射點、出射點、軌跡圓心和入射速度直線與出射速度直線的交點。,(2),六條線：兩段軌跡半徑，入射速度直線和出射速度直線，入射點與出射點的連線，圓心與兩條速度直線交點的連線。前面四條邊構成一個四邊形，后面兩條為對角線。,(3),三個角：速度偏轉角、圓心角、弦切角，其中偏轉角等于圓心角，也等于弦切角的兩倍。,第5頁/共20頁,處理該類問題常用的幾個幾何關系第5頁/共20頁,5,【,例,3】,（,14,年廣一模）如圖是荷質(zhì)比相同的,a,、,b,兩粒子從,O,點垂直勻強磁場進入正方形區(qū)域的運動軌跡，則,A,a
4、,的質(zhì)量比,b,的質(zhì)量大,B,a,帶正電荷、,b,帶負電荷,C,a,在磁場中的運動速率比,b,的大,D,a,在磁場中的運動時間比,b,的長,第6頁/共20頁,【例3】（14年廣一模）如圖是荷質(zhì)比相同的a、b兩粒子從O點,6,【,例,4,】,如圖所示，重力不計的帶電粒子在勻強磁場里按圖示徑跡運動。徑跡為互相銜接的兩段半徑不等的半圓弧，中間是一塊很薄金屬片，粒子穿過時有動能損失。下列判斷正確的是：（,）,A,abc,段用的時間比,cde,段用的時間長,B,該粒子帶正電,C,粒子的運動是從,a,端開始,D,粒子的運動是從,e,端開始,第7頁/共20頁,【例4】如圖所示，重力不計的帶電粒子在勻強磁場里
5、按圖示徑跡運,7,【,例,5】(,2011,高考廣東卷,),如圖,(a),所示，在以,O,為圓心，內(nèi)外半徑分別為,R,1,和,R,2,的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強磁場，內(nèi)外圓間的電勢差,U,為常量，,R,1,R,0,，,R,2,3,R,0,.,一電荷量為,q,，質(zhì)量為,m,的粒子從內(nèi)圓上的,A,點進入該區(qū)域,不計重力,(1),已知粒子從外圓上以速度,v,1,射出，求粒子在,A,點的初速度,v,0,的大小,第8頁/共20頁,【例5】(2011高考廣東卷)如圖(a)所示，在以O為圓心,8,(2),若撤去電場，如圖,(b),所示，已知粒子從,OA,延長線與外圓的交點,C,以速度,v,
6、2,射出，方向與,OA,延長線成,45,角，求磁感應強度的大小及粒子在磁場中運動的時間,(3),在圖,(b),中，若粒子從,A,點進入磁場，速度大小為,v,3,，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應強度應小于多少？,第9頁/共20頁,(2)若撤去電場，如圖(b)所示，已知粒子從OA延長線與外圓,9,第10頁/共20頁,第10頁/共20頁,10,答案：見解析,第11頁/共20頁,答案：見解析第11頁/共20頁,11,三、帶電粒子在組合場中的運動,(1),根據(jù)區(qū)域和運動規(guī)律的不同，將粒子運動的過程劃分為 幾個不同的階段，對不同的階段選取不同的規(guī)律處理。,(2),帶電粒子的運動問題，往往是
7、由粒子在電場和磁場中的兩個運動“連接”而成，因此對粒子經(jīng)過連接點的速度大小和方向的分析是銜接兩個運動的關鍵，一般是解題的突破口,(3)“,對稱性”是帶電粒子在復合場中運動問題經(jīng)常呈現(xiàn)的一個特點，成為解題的另一突破口,第12頁/共20頁,三、帶電粒子在組合場中的運動第12頁/共20頁,12,【,例,6,】,（,2013,北京）如圖所示，兩平行金屬板間距為,d,，電勢差為,U,，板間電場可視為勻強電場；金屬板下方有一磁感應強度為,B,的勻強磁場。帶電量為,+q,、質(zhì)量為,m,的粒子，由靜止開始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場加速后射出，并進入磁場做勻速圓周運動。忽略重力的影響，求：勻強電場場強,E,的大?。?
8、粒子從電場射出時速度,的大?。?粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑,R,。,+,+q,m,d,O,B,+,U,第13頁/共20頁,+qmdOB+U第13頁/共20頁,13,【,例,7】,（,10,年廣東）如圖,16,（,a,）所示，左為某同學設想的粒,子速度選擇裝置，由水平轉軸及兩個薄盤,N,1,、,N,2,構成，兩盤面平行且與轉軸垂直，相距為,L,，盤上各開一狹縫，兩狹縫夾角可調(diào)（如圖,16,（,b,）；右為水平放置的長為,d,的感光板，板的正上方有一勻強磁場，方向垂直紙面向外，磁感應強度為,B.,一小束速度不同、帶正電的粒子沿水平方向射入,N,1,，能通過,N,2,的粒子經(jīng),O,點垂直進入磁
9、場。,O,到感光板的距離為,，粒子電荷量為,q,質(zhì)量為,m,不計重力。,（,1,）若兩狹縫平行且盤靜止（如圖,16,（,c,），某一粒子進入磁場后，豎直向下打在感光板中心點,M,上，求該粒子在磁場中運動的時間,t;,（,2,）若兩狹縫夾角為,0,，盤勻速轉動，轉動方向如圖,16,（,b,）,.,要使穿過,N,1,、,N,2,的粒子均打到感光板,P,1,、,P,2,連線上，試分析盤轉動角速度,的取值范圍（設通過,N,1,的所有粒子在盤轉一圈的時間內(nèi)都能到達,N,2,）。,第14頁/共20頁,【例7】（10年廣東）如圖16（a）所示，左為某同學設想的粒,14,三、帶電粒子在復合場中的運動,帶電粒子
10、在復合場中的運動是高考考查分析能力、推理能力、空間想象能力和運用數(shù)學知識解決物理問題能力的重要載體,是高考的熱點和重點解決這類問題，受力分析、運動分析是關鍵，結合幾何知識，應用牛頓定律、運動學知識、圓周運動問題及功能關系綜合求解,第15頁/共20頁,三、帶電粒子在復合場中的運動第15頁/共20頁,15,處理帶電體在復合場中的運動問題應注意以下幾點：,(1),受力分析是基礎，在受力分析時要注意題目的條件如重力是否考慮等。,(2),運動分析是關鍵。在運動分析過程中要注意物體做直線運動、曲線運動及圓周運動、類平拋運動的條件。比如不計重力的帶電粒子在電場和磁場中做直線運動時一定是勻速直線運動；在混合場
11、內(nèi)做勻速圓周運動時電場力與重力的合力一定為零。,第16頁/共20頁,處理帶電體在復合場中的運動問題應注意以下幾點：第16頁/共2,16,四、帶電粒子在疊加場（混合場）中的運動,【,例,8】,（,2012,四川）如圖所示，,ABCD,為固定在豎直平面內(nèi)的軌道，,AB,段光滑水平，,BC,段為光滑圓弧，對應的圓心角,=37,0,，半徑,r=2.5m,，,CD,段平直傾斜且粗糙，各段軌道均平滑連接，傾斜軌道所在區(qū)域有場強大小為,E=210,5,N/C,、方向垂直于余軌向下的勻強電場。質(zhì)量,m,=510,-2,kg,、電荷量,q,=+110,-6,C,的小物體（視為質(zhì)點）被彈簧槍發(fā)射后，沿水平軌道向左
12、滑行，在,C,點以速度,v,0,=3m/s,沖上斜軌。以小物體通過,C,點時為計時起點，,0.1s,以后，場強大小不變，方向反向。已知斜軌與小物體間的動摩擦因數(shù),=0.25,。設小物體的電荷量保持不變，取,g,=10m/s,2,，,sin37,0,=0.6,，,cos37,0,=0.8,（,1,）求彈簧槍對小物體所做的功；,（,2,）在斜軌上小物體能到達的最高點為,P,，示,CP,的長度。,A,B,O,E,D,C,r,彈簧槍,第17頁/共20頁,四、帶電粒子在疊加場（混合場）中的運動【例8】（2012四川,17,五、帶電粒子在變化的電場和磁場中的運動問題分析,【,例,9】,如圖甲所示，水平直線
13、,MN,下方有豎直向上的勻強電場，場強,E,10,4,N,C,?，F(xiàn)將一重力不計、比荷,10,6,C,kg,的正電荷從電場中的,O,點由靜止釋放，經(jīng)過,t,0,110,5,s,后，通過,MN,上的,P,點進入其上方的勻強磁場。磁場方向垂直于紙面向外，以電荷第一次通過,MN,時開始計時，磁感應強度按圖乙所示規(guī)律周期性變化。,第18頁/共20頁,五、帶電粒子在變化的電場和磁場中的運動問題分析【例9】如圖甲,18,（,1,）求電荷進入磁場時的速度,v,0,；,（,2,）求圖乙中,t,210,5,s,時刻電荷與,P,點的距離；,（,3,）如果在,P,點右方,d,105 cm,處有一垂直于,MN,的足夠大的擋板，求電荷從,O,點出發(fā)運動到擋板所需的時間。,第19頁/共20頁,（1）求電荷進入磁場時的速度v0；第19頁/共20頁,19,感謝您的觀賞！,第20頁/共20頁,感謝您的觀賞！第20頁/共20頁,20,
專題六帶電粒子在電磁場中的運動課件
