2016年北京高考辅导——带电粒子在复合场中的运动(54张ppt)教程.pptx

带电粒子在复合场中的运动;;;;;3、电场力和洛仑兹力的比较 1．在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛仑兹力的作用． 2．电场力的大小F＝Eq，与电荷的运动的速度无关；而洛仑兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关． 3．电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛仑兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直． 4．电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小 5．电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛仑兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能． 6．匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛仑兹力的作用下，垂直于磁场方向???动的电荷的偏转轨迹为圆弧．;4、对于重力的考虑 重力考虑与否分三种情况． （1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重力． （2)在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单． （3)对未知名的带电粒子其重力是否忽略又没有明确时，可采用假设法判断，假设重力计或者不计，结合题给条件得出的结论若与题意相符则假设正确，否则假设错误．;带电粒子在复合场中运动的分类;“磁偏转”和“电偏转”的差别;;;;图1 ;;四、电场磁场同区域并存应用实例 1.速度选择器 如图2所示,平行板中电场强 度E的方向和磁感应强度B的 方向互相 ,这种装置 能把具有一定速度的粒子选 择出来,所以叫做速度选择器.带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器的条件是qE=qvB,即v= .;;;;例1：如图所示，在xoy平面内，匀强电场的方向沿x 轴正方向，匀强磁场的方向垂直于xoy平面向里， 一电子在xoy平面内运动时，速度方向保持不变， 则电子的运动方向沿（ ） A x轴正方向 B x轴负方向 C y轴正方向 D y轴负方向;例2 如图，在水平地面上方有一范围足够大的互相 正交的匀强电场和运强磁场区域，磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向里。一质量为m，带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直 于磁场方向的平面）做速 度大小为v的匀速圆周运 动，重力加速度为g.;求：（1）此区域内电场强度的大小和方向 （2）若某时刻微粒在电场中运动到p点 时，速度与水平方向夹角为60度，且已知p点与水平地面之间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面之间的距离。;解析（1）由于带电微粒在电场、磁场和重力场共存区域 沿竖直面内做匀速圆周运动，表明带电粒子所受 的电场力和重力等大反向，因此电场强度方向竖 直向上 设电场强度为E，则有;;(1)粒子从C点穿出磁场时的速度. (2)电场强度和磁感应强度的比值. 思路点拨 解答此题应把握以下三点: (1)正确地画出带电粒子的运动轨迹. (2)粒子在电场中做类平抛运动. (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动.;在磁场中速度大小不变,所以从C点出磁场时速度仍为 v0 (2)在电场中偏转时,射出A点时速度与水平方向成45° vy= ,并且vy=v0 得E= 在磁场中做匀速圆周运动,如右图所示 由几何关系得R= d 又qvB= ,且v= v0 ;;例4 如图7所示, 空间 分布着有理想边界的匀强电 场和匀强磁场.左侧匀强电场 的场强大小为E、方向水平向 右,电场宽度为L;中间区域匀 强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;右侧区域为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度也为B.一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程.求:;(1)中间磁场区域的宽度d. (2)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.;;; 例5在地面附近的真空中,存在着竖直向上的匀强电场和 垂直电场方向水平向里的匀强磁场,如图11甲所示.磁场随 时间变化情况如图乙所示.该区域中有一条水平直线MN,D 是MN上的一点.在t=0时刻,有一个质量为m、电荷量为+q的 小球(可看作质点),从M点开始沿着水平直线以速度v0做匀 速直线运动,t0时刻恰好到达N点.经