1、-作者xxxx-日期xxxx帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【精品文檔】帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、知識(shí)梳理1復(fù)合場(chǎng)的分類(1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)共存，或其中某兩場(chǎng)共存(2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊，或相鄰或在同一區(qū)域電場(chǎng)、磁場(chǎng)交替出現(xiàn)2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力為0時(shí)，粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。 當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí)，粒子將做變速直線運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時(shí)，粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時(shí)，粒子將做變加速運(yùn)動(dòng)，這類問(wèn)題一般只能用能量關(guān)系處理。3

2、. 題型分析：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中初速度為零做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)保持靜止初速度垂直場(chǎng)線做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))做勻速圓周運(yùn)動(dòng)初速度平行場(chǎng)線做勻變速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)受恒力作用，做勻變速運(yùn)動(dòng)洛倫茲力不做功，動(dòng)能不變 “電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁偏轉(zhuǎn))垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)(電偏轉(zhuǎn))情景圖受力FBqv0B，大小不變，方向總指向圓心，方向變化，F(xiàn)B為變力FEqE，F(xiàn)E大小、方向不變，為恒力運(yùn)動(dòng)規(guī)律勻速圓周運(yùn)動(dòng)r，T類平拋運(yùn)動(dòng)vxv0，vytxv0t，yt2運(yùn)動(dòng)時(shí)間tTt，具有等時(shí)性動(dòng)能不

3、變變化電場(chǎng)中：加速直線運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)中：類平拋運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng) 4.常見模型 (1)從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng) (2)從磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)中：勻變速直線運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)中：類平拋運(yùn)動(dòng)二、針對(duì)練習(xí)1在某一空間同時(shí)存在相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向上，磁場(chǎng)方向如圖。某帶電液滴在此復(fù)合場(chǎng)中恰好能在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A液滴重力與電場(chǎng)力平衡，洛侖茲力提供向心力B液滴重力與洛侖茲力平衡，電場(chǎng)力提供向心力C液滴一定帶正電，且沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)D若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，液滴與另一個(gè)靜止、完全相同的液滴結(jié)為一個(gè)大液滴，該液滴

4、會(huì)繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)半徑大小2如圖所示，兩塊豎直放置的平行板間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B一束初速度為v的帶正電粒子從上面豎直往下垂直電場(chǎng)射入，粒子重力不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）A若v，粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B若粒子往左偏，洛倫茲力做正功C若粒子往右偏，粒子的電勢(shì)能增加D若粒子做直線運(yùn)動(dòng)，改變粒子的帶電性質(zhì)，使它帶負(fù)電，其他條件不變，粒子還是做直線運(yùn)動(dòng)3一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電的小球，速度大小為v，方向水平向右，重力加速度為g。（a）如圖甲所示，帶電小球若進(jìn)入一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求帶電小球的電性和勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小。（b）如圖乙所示，帶電小球若進(jìn)入一方

5、向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求帶電小球的電性和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小4如圖紙面內(nèi)的矩形ABCD區(qū)域存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)邊ABCD、ADBC，電場(chǎng)方向平行紙面，磁場(chǎng)方向垂直紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B一帶電粒子從AB上的P點(diǎn)平行于紙面射入該區(qū)域，入射方向與AB的夾角為（90），粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)并從CD射出。若撤去電場(chǎng)，粒子以同樣的速度從P點(diǎn)射入該區(qū)域，恰垂直CD射出。已知邊長(zhǎng)ADBCd，帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，不計(jì)粒子的重力。求：（1）帶電粒子入射速度的大小；（2）帶電粒子在矩形區(qū)域內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（3）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。5如圖所示，

6、在x軸的上方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，在x軸的下方等腰三角形CDM區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，其中C、D點(diǎn)在x軸上，M點(diǎn)在y軸上，M點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離為h，30，在y軸上的P點(diǎn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，不計(jì)帶電粒子的重力與空氣阻力。（1）若帶電粒子在P點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0出發(fā)，恰好經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，求P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h1；（2）若帶電粒子從P點(diǎn)由靜止釋放，進(jìn)入三角形磁場(chǎng)區(qū)域后垂直于三角形區(qū)域的CM腰射出，求P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h2。6如圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在第四象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)

7、電場(chǎng)。質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子以初速度v從原點(diǎn)O沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后離開電場(chǎng)，粒子再次進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后恰好能直接回到原點(diǎn)O不計(jì)粒子重力，求：（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（2）粒子第一次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1；（3）粒子第n次離開電場(chǎng)時(shí)距原點(diǎn)的距離sn。7如圖所示，在y軸上A點(diǎn)沿平行x軸正方向以v0發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子，A點(diǎn)的坐標(biāo)為（0a），第一象限充滿沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第四象限充滿方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（未畫出）。帶電粒子從x軸上C點(diǎn)離開第一象限進(jìn)入第四象限，C點(diǎn)的坐標(biāo)為（2a，0）。已知帶電粒子的電量為q，質(zhì)量為m，粒子的重力忽略

8、不計(jì)。求：（1）所加勻強(qiáng)電場(chǎng)E的大小（2）若帶正電的粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好能水平向左垂直打在y軸上D點(diǎn)（未畫出），求第四象限中所加磁場(chǎng)的大小與方向以及D點(diǎn)的坐標(biāo)。（3）若在第四象限只是某區(qū)域中存在大小，B方向垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要使帶電粒子仍能水平向左垂直打在y軸上的D點(diǎn)，求該圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。8如圖所示的坐標(biāo)系xoy，y軸與曲線OC之間存在垂直于直面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。A處為一放射源，可沿與x軸正方向夾角為（為小于900的某個(gè)定值）范圍內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射出質(zhì)量相同、速率相等的帶電粒子，且發(fā)射出的帶電粒子最后都垂直穿過(guò)y軸后向右運(yùn)動(dòng)，y軸上有帶電粒子的范圍為0yL兩平行

9、極板P、Q垂直于y軸且緊貼y軸放置，極板長(zhǎng)度和兩板間距均為L(zhǎng)，P、Q兩板間加如圖所示的電壓。在xL的范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2（B2未知）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且在xL處平行y軸放置長(zhǎng)為L(zhǎng)（Ly2L）的收集板MN，已知在tt0時(shí)刻（UPQU0）進(jìn)入極板中心軸線處的某一帶電粒子z恰好在2時(shí)刻經(jīng)極板邊緣飛出電場(chǎng)。不考慮帶電粒子之間的相互作用力及粒子的重力，兩極板間的電場(chǎng)看成勻強(qiáng)電場(chǎng)且忽略極板的邊緣效應(yīng)。若帶電粒子打在極板PQ上立即可被導(dǎo)走，不改變?cè)妶?chǎng)分布：若帶電粒子打在收集板MN上，立即被吸收（不考慮收集板的存在對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的影響）：若粒子沒有打在收集板MN上則無(wú)需考慮后續(xù)的運(yùn)動(dòng)。上述B1

10、、L、U0、t0均為已知量。（1）求粒子帶電性質(zhì)及比荷：（2）要使帶電粒子z能被收集板吸收，則B2的取值范圍（3）已知AO長(zhǎng)度為a（a為粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑），試確定勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1邊界OC的曲線方程。9的電源和一個(gè)R2的電阻。導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)體棒方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）。一質(zhì)量為m0.012kg、電阻為R1的金屬棒MN放在圓形導(dǎo)軌上，MN的方向與導(dǎo)軌垂直，通電后能恰能靜止在圓導(dǎo)軌上，且與BE的水平距離為x0.3m。求：（1）若磁場(chǎng)沿豎直方向，是豎直向上還是豎直向下？磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？（2）若磁場(chǎng)的方向可變，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值多大？10如圖所示，水平導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)1.0m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m0.75kg，電阻R0，