带电粒子在复合场中的运动习题课

1、第三课时第三课时 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动一、一、分析方法分析方法1.1.弄清复合场的组成弄清复合场的组成：磁场、电场、重力场磁场、电场、重力场2.2.进行正确的受力分析，进行正确的受力分析，重力重力、静电力静电力、磁场力、弹磁场力、弹力、摩擦力力、摩擦力，一般先分析场力。，一般先分析场力。3.3.确定带电粒子的运动状态，确定带电粒子的运动状态，注意受力情况和运动情注意受力情况和运动情况的结合况的结合4.4.对于粒子连续通过几个不同情况的场的问题，要对于粒子连续通过几个不同情况的场的问题，要分分阶段阶段进行处理进行处理当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列

2、方程当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿第二定带电粒子做当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿第二定带电粒子做复杂曲线运动律求解复杂曲线运动律求解当当带电粒子做复杂曲线运动带电粒子做复杂曲线运动时，一般用时，一般用动能定理、能量守恒运动的合成动能定理、能量守恒运动的合成与分解与分解求解求解对于对于临界问题临界问题，注意挖掘隐含的条件注意挖掘隐含的条件5.5.画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律二、二、特别提醒特别提醒：(1)(1)若无明确说明或暗示，那么：若无明确说明或暗示，那

3、么：电子、质子、电子、质子、粒子等一般粒子等一般不计重力不计重力；带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般带电小球、尘埃、液滴等带电颗粒一般要考虑重力要考虑重力。(2)(2)注意注意利用利用重力、电场力做功与路径无关重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力的洛伦兹力的方向始终和速度方向垂直，永不做功方向始终和速度方向垂直，永不做功的特点的特点课堂练习课堂练习1 1：带电油滴以水平速度带电油滴以水平速度v v0 0垂直进入磁场，恰做垂直进入磁场，恰做匀匀速直线运动速直线运动，如图所示，若油滴质量为，如图所示，若油滴质量为m m，磁感应强度为，磁感应强度为B B，则下述说法正确的是则下述说法正确的是( ()

4、 )A A油滴必带正电荷，电荷量为油滴必带正电荷，电荷量为2 2mgmg/ /v v0 0B BB B油滴必带负电荷，比荷油滴必带负电荷，比荷q q/ /m mg g/ /v v0 0B BC C油滴必带正电荷，电荷量为油滴必带正电荷，电荷量为mgmg/ /v v0 0B BD D油滴带什么电荷都可以，只要满足油滴带什么电荷都可以，只要满足q qmgmg/ /v v0 0B B课堂练习课堂练习2 2：如图如图所示，所受所示，所受重力可忽略重力可忽略不计，不计，运动方向相运动方向相同而速率不同的正粒子同而速率不同的正粒子组成的粒子束射入相互正交的匀强组成的粒子束射入相互正交的匀强电场和匀强磁场所

5、组成的场区中，电场和匀强磁场所组成的场区中，上下极板相距很近上下极板相距很近，已已知电场强度为知电场强度为E E，磁感应强度为，磁感应强度为B B，方向垂直于纸面向里，方向垂直于纸面向里，则（则（ ）A A 所有粒子均能通过极板所有粒子均能通过极板B B 速度小于速度小于E/BE/B的粒子能通过极板的粒子能通过极板C C 速度等于速度等于E/BE/B的粒子能通过极板的粒子能通过极板D D 速度大于速度大于E/BE/B的粒子能通过极板的粒子能通过极板速度选择器速度选择器：2、选择具有特定速度的粒子，、选择具有特定速度的粒子，与粒子带何种电荷，带电多少与粒子带何种电荷，带电多少无关无关c c1 1

6、、速度选择器内的磁场和电、速度选择器内的磁场和电场具有特定的方向关系场具有特定的方向关系课堂练习课堂练习3 3： 两个完全相同的带等量的正电荷的小球两个完全相同的带等量的正电荷的小球a a和和b b，从从同一高度同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图所示，然后再落到地面上，设两球运电场和匀强磁场，如图所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为动所用的总时间分别为t ta a、t tb b，则，则( () )A At ta at tb b B Bt ta at tb bC Ct ta at tb b D D条件不

7、足，无法比较条件不足，无法比较C课堂练习课堂练习4 4：如图所示，一带负电的滑块从绝缘如图所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面粗糙斜面的的顶端滑至底端时的速率为顶端滑至底端时的速率为v v，若加一个垂直纸面向外的匀强若加一个垂直纸面向外的匀强磁场磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率( () )A A变大变大 B B变小变小C C不变不变 D D条件不足，无法判断条件不足，无法判断B B课堂练习课堂练习5 5：如图所示，在圆形区域里，有匀强磁场，如图所示，在圆形区域里，有匀强磁场，方向如图所示，有一束方向如图所示，有一束速率各不相同的质子速率

8、各不相同的质子自自A A点沿半点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中径方向射入磁场，这些质子在磁场中( ( ) )A A运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角越大运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角越大B B运动时间越长的，其轨迹越长运动时间越长的，其轨迹越长C C运动时间越短的，射出磁场时，速率越小运动时间越短的，射出磁场时，速率越小D D运动时间越短的，射出磁场时，速度方向偏转越小运动时间越短的，射出磁场时，速度方向偏转越小AD典例典例1 1：在在y y0 0的空间中存在匀强电场，场强沿的空间中存在匀强电场，场强沿y y轴负方向轴负方向；在；在y y0 0的空间中，存在匀强磁场。的空间中，存

9、在匀强磁场。电量为电量为q q、质量为、质量为m m的的带正电的运动粒子，经过带正电的运动粒子，经过y y轴上轴上y yh h处的点处的点P P1 1时速率为时速率为v v0 0，方向沿方向沿x x轴正方轴正方向；然后，经过向；然后，经过x x轴上轴上x x2 2h h处的处的P P2 2点进入点进入磁场，并经过磁场，并经过y y轴上轴上y y -2-2h h 处的处的P P3 3点点，不计重力不计重力。求。求（l l）电场强度的大小。）电场强度的大小。（2 2）粒子到达）粒子到达P P2 2时速度的大小和方向。时速度的大小和方向。（3 3）磁感应强度的大小。）磁感应强度的大小。yxP1P2P

10、3Ov0(1) P1到到P2 做类平抛运动做类平抛运动F=qEv2h=v0th=at2/2=qEt2/2mE=mv02/2qhv0vy（2）vy=at=qEt/m=v0tan=vy/vo=1=4502vv qBvmqBmvhrrh022222)3(B=mv0/qh45yxP1P2P3O典例典例2 2：如图所示，水平向左的匀强电场如图所示，水平向左的匀强电场E=4V/mE=4V/m，垂直纸，垂直纸面向里的匀强磁场面向里的匀强磁场B=2TB=2T，质量，质量m=1gm=1g的带正电小物块的带正电小物块A A，从，从M M点沿绝缘粗糙的竖直壁点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速无初速度滑下，度滑下，滑行滑行0.8m0.8m到到N N点时点时离开竖直壁做曲线运动离开竖直壁做曲线运动