2026高中物理课件 第11章 微点突破6　带电粒子在立体空间中的运动.pptxVIP

带电粒子在立体空间中的运动;;(1)等间距螺旋线运动。

空间中只存在匀强磁场，当带电粒子的速度方向与磁场的方向不平行也不垂直时，带电粒子在磁场中就做等间距的螺旋线运动。这种运动可分解为平行于磁场方向的匀速直线运动和垂直于磁场方向的匀速圆周运动。;(2)不等间距的螺旋线运动。

空间中的匀强磁场和匀强电场(或重力场)平行时，带电粒子的速度方向与磁场方向不平行也不垂直时，带电粒子就做不等间距的螺旋线运动。这种运动可分解为平行于磁场方向的匀变速直线运动和垂直于磁场方向的匀速圆周运动。;【典例1】极光是宇宙中高速运动的带电粒子受地磁场影响，与空气分子作用的发光现象。若宇宙粒子带正电，因入射速度与地磁场方向不垂直，故其轨迹为螺旋状如图乙所示(相邻两个旋转圆之间的距离称为螺距Δx)。下列说法正确的是();A.带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半径会越来越大

B.若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的运动半径越大

C.漠河地区看到的“极光”将以顺时针方向(从下往上看)向前旋进

D.当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变，仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺距Δx不变;带电粒子进入大气层后，由于与空气相互作用，粒子的运动速度会变小，在洛伦兹力作用下的偏转半径会变小，A项错误；若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加地磁场变强，其他条件不变，则半径变小，B项错误；漠河地区的地磁场竖直分量是竖直向下的，宇宙粒子入射后，由左手定则可知，从下往上看将以顺时针的方向向前旋进，C项正确；当不计空气阻力时，将带电;粒子的运动沿磁场方向和垂直于磁场方向进行分解，沿磁场方向将做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动，若带电粒子运动速率不变，与磁场的夹角变小，则速度的垂直分量变小，故粒子在垂直于磁场方向的运动半径会减少，即直径D减小，而速度沿磁场方向的分量变大，故沿磁场方向的匀速直线运动将变快，则螺距将增大，D项错误。;【典例2】某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想???为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场(如图)，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则();电场力的瞬时功率P=qEv1，A项错误；由于v1与磁场平行，则根据洛伦兹力的计算公式有F洛=qv2B，B项错误；根据运动的叠加原理可知，离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动，沿水平方向做加速运动，则v1增大，v2不变，v2与v1的比值不断变小，C项正确；离子受到的洛伦兹力大小不变，电场力不变，则该离子的加速度大小不变，但洛伦兹力方向改变，所以加速度方向改变，D项错误。;;【典例3】(2024·湖南卷)如图，有一内半

径为2r、长为L的圆筒，左右端面圆心O、O

处各开有一小孔。以O为坐标原点，取OO

方向为x轴正方向建立O?xyz坐标系。在筒内x≤0区域有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向沿x轴正方向；筒外x≥0区域有一匀强电场,场强大小为E，方向沿y轴正方向。一电子枪在O处向圆筒内多个方向发射电子，电子初速度方向均在xOy平面内，且在x轴正方向的分速度大小均为v0。已知电子的质量为m、电量为e，设电子始终未与筒壁碰撞，不计电子之间的相互作用及电子的重力。;(1)若所有电子均能经过O进入电场，求磁感应强度B的最小值；;?;(2)取(1)问中最小的磁感应强度B，若进入磁场中电子的速度方向与x轴正方向最大夹角为θ，求tanθ的绝对值；;(3)取(1)问中最小的磁感应强度B，求电子在电场中运动时y轴正方向的最大位移。;微|点|训|练

1.(多选)(2025·昆明模拟)如图所示，磁场方向水平向右，磁感应强度大小为B，甲粒子速度方向与磁场垂直，乙粒子速度方向与磁场方向平行，丙粒子速度方向与磁场方向间的夹角为θ。所有粒子的质量均为m，电荷量均为+q(q0)，且粒子的初速度方向在纸面内，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是();?;由洛伦兹力的公式可得，甲粒子受力大小为qvB，根据左手定则可知甲粒子此时受到的洛伦兹力方向垂直于纸面向里，A项错误；乙粒子速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力作用，所以运动轨迹是直线，B项正确；将丙粒子的速度v在沿磁场方向和垂直于磁场方向分解为v1和v2，其中v1对应的分运动为水平向右的匀速直线运动，v2对应的分运动为垂直于纸面的匀速圆周运动，所以丙粒子的合运动为螺旋线运动，由于洛伦兹力不做功，所以其动能;?;?;(1)粒子经过C点时的速度大小；;?;?;?;(3)带电粒子从半圆柱体射出时的位置坐标。;?;?;?;?;(2)粒子经过P分界面