《江苏省扬州市高考物理一轮复习第三章《磁场》（第3课时）带电粒子在复合场中的运动（一）导学案新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省扬州市高考物理一轮复习第三章《磁场》（第3课时）带电粒子在复合场中的运动（一）导学案新人教版选修3-1（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3课时 带电粒子在复合场中的运动（一）课前预习案【考纲考点】带点粒子在匀强磁场中运动（）【知识梳理】1. 复合场(1) 组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠或在同一区域,电场、磁场 出现.(2) 叠加场:电场、 、重力场共存,或其中某两种场共存.2. 三种场的比较项目力的特点功和能的特点重力场大小:G= 方向: 重力做功与 无关,重力做功改变物体的 能静电场大小:F= 方向:a. 正电荷受力方向与场强方向 b. 负电荷受力方向与场强方向 电场力做功与 无关W= 电场力做功改变 磁场洛伦兹力F= 方向可用 定则判断洛伦兹力不做功,不改变带电粒子的 【基础检测】（ ）1、如图所示，质量
2、为m、电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时，质子通过P（d ，d）点时的动能为5Ek；若场区仅存在垂直于xoy平面的匀强磁场时，质子也能通过P点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是A. B. C. D. （ ）2、如图所示，一个带电粒子（重力不计）在匀强磁场中按图中轨迹运动，中央是一块薄金属板，粒子在穿过金属板时有动能损失。则A粒子运动方向是abcde B粒子运动方向是edcbaC粒子带正电 D粒子带负电（ ）3、如图5所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电
3、粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又沿垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为Ad随v0增大而增大，d与U无关Bd随v0增大而增大，d随U增大而增大Cd随U增大而增大，d与v0无关Dd随v0增大而增大，d随U增大而减小课堂导学案F要点提示E带电粒子在组合场中的运动1、“电偏转”和“磁偏转”的比较垂直电场线进入匀强电场(不计重力)垂直磁感线进入匀强磁场(不计重力)受力情况电场力FEqE，其大小、方向不变，与速度v无关，FE是恒力洛伦兹力FBqvB，其大小不变，方向随v而改变，FB是变力轨迹抛物线
4、圆或圆的一部分运动轨迹求解方法利用类平抛运动的规律求解：vxv0xv0t vytyt2偏转角：tan 半径：r周期：T偏移距离y和偏转角要结合圆的几何关系利用圆周运动规律讨论求解运动时间ttT动能变化不变2. 带电粒子在组合场中的运动问题,关键是要按顺序对题目给出的运动过程进行分段分析,把复杂问题分解成一个一个简单、熟悉的问题来求解.注意衔接处的运动状态.解决带电粒子在组合场中运动问题的思路方法:3. 复合场中的粒子重力是否应该考虑的三种情况(1) 对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为一般情况下其重力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、金属块等一般需要
5、考虑其重力.(2) 在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况需要注意.(3) 不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要由分析结果确定是否要考虑重力.考点突破?问题1 电偏转和磁偏转【典型例题1】如图所示，有正方形区域，CB为对角线，A、D分别为对应边的中点，一不计重力的带电粒子以速度沿CB方向射入当在正方形平面内有垂直于CB方向的匀强电场时，粒子从A点飞出，所用时间为，速率为；当区域内有垂直于纸面、磁感应强度为的匀强磁场时，粒子从D点飞出，所用时间为，速率为则下列判断正确的是（ ） CBADA B C D变式：带电量为q的粒子，不计重力的作用，当它以初速度v分别自电场与
6、磁场中的A点往宽度为L的电场与磁场中射入，最后都从相应高度的B处射出。下列说法正确的是（ ）A电荷从两个场中出来的速度大小一样大B电荷在电场中出来时的速度要变大C电荷在两个场中运动的时间相同D从A到B过程中，电场对电荷做功为qEL问题2 带电粒子在组合场中的运动【典型例题2】如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d0.10 m，a、b间的电场强度为E5.0105 N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B0.6 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为m4.81025 kg、电荷量为q1.61018 C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v01.0106 m/s的
7、初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出)。求：(1)判断a、b两板间电场强度的方向；(2)求粒子到达P处的速度与水平方向的夹角；(3)求P、Q之间的距离L(结果可保留根号)。变式1：如图所示,区域中有竖直向上的匀强电场,电场强度为E; 区域内有垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B;区域中有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度为2B.一质量为m、带电荷量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60角射入区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入区域的匀强磁场中.求:(
8、1) 粒子在区域匀强磁场中运动的轨道半径.(2) O、M间的距离.(3) 粒子从第一次进入区域到离开区域所经历的时间t3. 变式2：如图所示的平面直角坐标系xOy，在第象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第象限，且速度与y轴负方向成45角，不计粒子所受的重力求： (1)电场强度E的大小；(2)粒子到达a点时速度
9、的大小和方向；(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值6第3课时带电粒子在复合场中的运动（一）参考答案【知识梳理】1交替 磁场2mg 竖直向下 路径 重力势 qE 相同 相反 路径 qU 电势能qvB 左手 动能 【基础检测】1、D 2、BD 3、A 考点突破?【典型例题1】B 变式：B【典型例题2】(1)a、b间电场强度的方向是由a板指向b板。(2)粒子在a板左端运动到P处，由动能定理得qEdmv2mv02代入有关数据，解得v106 m/scos ，代入数据得30(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆心为O，半径为r，如图所示，由几何关系得rsin 30，又qvBm联立求得L m答案：(
10、1)a指向b(2)30(3) m 变式1：(1) 粒子在匀强电场中做类平抛运动,设粒子过A点时速度为v,由类平抛规律知v=2v0,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得Bqv=m,所以R=.(2) 设粒子在电场中运动时间为t1,加速度为a,则有qE=ma,v0tan60=at1,即t1=,O、M两点间的距离为L=a=.(3) 设粒子在区域磁场中运行时间为t3,粒子在区域磁场中运行周期为T3,则T3=,由(1)小问可得R3=,则t3=T3,解得t3=.答案 (1) (2) (3) 变式2：(1)设粒子在电场中运动的时间为t，则有xv0t2hyat2hqEma联立以上各式可得E.(2)粒子到达a点时沿负y方向的分速度为vyatv0所以vv0方向指向第象限与x轴正方向成45角(3)粒子在磁场中运动时，有qvBm当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有rL，所以B.答案(1)(2)v0指向第象限与x轴成45角(3)
