带电粒子在复合场中的运动四种仪器精选.pptVIP

专题 带电粒子在复合场中的运动 力的特点 功和能的特点 重力场 重力场、静电场和磁场 1．三种场的特点比较 ①重力做功和路径无关 ②重力做功改变物体的重力势能，且WG＝ΔEp减少 ①大小G＝mg ②方向竖直向下 一： 知识储备 * 力的特点 功和能的特点 静电场 磁场 ①大小：F＝qE ②方向：正电荷受力方向与该点电场强度的方向相同(或负电荷受力的方向与该点电场强度的方向相反) ①电场力做功与路径无关 ②电场力做功改变物体的电势能，且W电＝ΔEp减少 ①大小：f＝qvB ②方向：垂直于v和B决定的平面 洛伦兹力不做功 * (2)．带电粒子在复合场中的运动状态 a.当带电粒子所受合外力为零时，将在复合场中静止或 做 运动． b.由洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动． c.多种力作用下的一般的曲线运动 电场 、 和重力场并存或两种场并存，或 分区域存在．粒子在复合场中运动时，要考虑 、 的作用，有时也要考虑重力的作用． 磁场 电场力 磁场力 匀速直线 2、复合场及复合场中的运动 (1)．复合场： * 热点一 带电粒子先后通过匀强电场和匀强磁场 近几年中，带电粒子先后进行电偏转和磁偏转的高考考题频频出现，充分显示了两种偏转在带电粒子运动中的基础地位，同学们在解析此类问题时，须抓住两种偏转的“区别、联系和局限性”。 1.所谓“区别”——运动规律的不同。电偏转一般为类平抛运动，磁偏转则一般为匀速圆周运动。 2.所谓“联系”——带电粒子先后进行电偏转和磁偏转，因而从一种场飞出的速度就是射入另一种场的初速度。 3.所谓“局限性”——电场和磁场往往都是有边界的，抓住了场的边界，往往就抓住了两种偏转的始末。另外，场的边界往往含有某种几何关系，这一点同学们必须高度重视。 二:热点分析 * 【老师点拨】(1)求粒子在匀强磁场中的轨道半径R有两种基本方法——其 一，R=mv/(Bq)；其二，空间几何关系。在本题中线段ON或线段OP长度未知， 故应用方法一求解轨道半径。 (2)tMP=tMN+tNP，tMN可据类平抛运动规律求解；tNP可利用偏转角求解，也 可以利用NP长度求解。 【例1】在平面直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以大小为v0的速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成 60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点沿与y轴正方向成 6 0°角射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求： ( 1 )粒子在磁场中运动的轨道半径R； ( 2 )粒子从M点运动到P点的总时间t； * 【自主解答】 (1)设粒子过N点时的速度为v，根据类平抛运动规律可知 v=v0/cos60° ① 分别过N、P点作速度方向的垂线，相交于Q点，则Q是粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，根据牛顿第二定律有 qvB=mv2/R ② 联立①②解得轨道半径R=2mv0/(qB) ③ (2)设粒子在电场中运动的时间为t1， 有ON=v0t1 ④ 由几何关系得ON=Rsin30°+Rcos30° ⑤ 联立③④⑤解得t1=(1+ )m/(qB) ⑥ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 T=2?m/(qB) ⑦ 由几何关系知∠NQP=150°，设粒子在磁场 中运动的时间为t2，则