《高三物理一轮复习 带电粒子在电磁场中的运动导学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理一轮复习 带电粒子在电磁场中的运动导学案（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2012届高三物理一轮复习 带电粒子在电磁场中的运动导学案2012届高三物理一轮复习导学案九、磁场（5）带电粒子在电磁场中的运动【目标】1、掌握带电粒子在电、磁场中的受力特点和运动规律；2、会用力学有关规律分析和解决带电粒子在复合场中的运动问题。【导入】一、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，均始终受到电场力作用；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作用2、电场力大小与电荷运动速度无关；而洛仑兹力大小与电荷运动速度有关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方向垂直，又和速度方向垂直4、电场力既可以改变电荷运动的速度
2、方向，也可以改变电荷运动速度的大小；而洛仑兹力只能改变电荷运动速度的方向，不能改变其速度的大小5、电场力可以对电荷做功，且电场力做功与路径无关，能改变电荷的动能洛仑兹力不对电荷作功，不改变电荷的动能二、解决带电粒子在电磁场中运动问题的方法带电粒子在复合场中的运动分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处是多了电场力和洛仑兹力。1力和运动的观点：在正确分析受力情况的前提下，根据粒子的受力情况和初始状态，利用 Fma的瞬时性，分析其运动情况，寻找解题的突破口 2利用功和能的观点：在很多情况中带电粒子在复合场中的运动是任意曲线运动，同时根据场力做功的特点，处理这类问题往往利用动能定理，能量守恒比
3、较方便【导研】例1（淮、宿、徐、连0809学年度高三年级第一学期期末调研考试）两块平行金属板MN、PQ水平放置，两板间距为d、板长为l，在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC与PQ在同一水平线上，顶点A与MN在同一水平线上，如图所示一个质量为m、电量为+q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入，若在两板间加某一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场，BD=AB/4，并垂直AC边射出(不计粒子的重力)求：（1）两极板间电压；（2）三角形区域内磁感应强度；（3）若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，试求
4、所加磁场的磁感应强度最小值例2 (南通市2009届高三第二次调研测试)14（16分）如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0105V/m，PQ为板间中线紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角AOy=45一束带电量q=8.010-19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在4590之间.则：（1）离子运动的
5、速度为多大？（2）离子的质量应在什么范围内？（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足什么条件？xyO45B2+E-AB1PQ 例3（江苏省启东中学2008届高三第三次月考物理试题）如图(甲)所示，两平行金属板间接有如图(乙)所示的随时间t变化的电压u，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO垂直，磁感应强度B=5103T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比荷
6、q/m=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。（1）试求带电粒子射出电场时的最大速度。（2）证明任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。写出表达式并求出这个定值。（3）从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。例4(江苏省泰州市20072008学年度第二学期期初联考)如图所示，水平细杆MN、CD，长度均为L。两杆间距离为h，M、C两端与半圆形细杆相连，半圆形细杆与MN、CD在同一竖直平面内，且MN、CD恰为半圆弧在M、C两点处的切线
7、。质量为m的带正电的小球P，电荷量为q，穿在细杆上，已知小球P与两水平细杆间的动摩擦因数为，小球P与半圆形细杆之间的摩擦不计，小球P与细杆之间相互绝缘。（1）若整个装置处在方向与之垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中，如图（甲）所示。小球P以一定的初速度v0从D端出发，沿杆滑到M点以后恰好在细杆MN上匀速运动。求：小球P在细杆MN上滑行的速度； 小球P滑过DC杆的过程中克服摩擦力所做的功； （2）撤去磁场，在MD、NC连线的交点处固定一电荷量为Q的负电荷，如图（乙）所示，使小球P从D端出发沿杆滑动，滑到N点时速度恰好为零。(已知小球所受库仑力始终小于重力)求：小球P在水平细杆MN或CD上滑动时所受
8、摩擦力的最大值和最小值；小球P从D端出发时的初速度。【导练】1、（08年高考北京卷理综）19.在如图所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向，磁感应强度为B的匀强磁场。一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动。据此可以判断（ ）A质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能减小;沿z轴正方向电势升高B质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能增大;沿z轴正方向电势降低C质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变;沿z轴正方向电势升高D质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变;沿z轴正方向电势降低2、（江苏省丹阳高级中学09届高三摸底考试）如图所示,在真空
9、中,半径为R=5L0的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为d=6L0,板长为L=12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上.有一电荷量为q、质量为m的带电的粒子,以速度v0从圆周上的a点沿垂直于半径OO1并指向圆心的方向进入磁场平面,当从圆周上的O1点水平飞出磁场时,给M、N板加上如下图所示电压,最后粒子刚好以平行于M板的速度,从M板的边缘飞出(不计粒子重力). 求（1）磁场的磁感应强度；（2）求交变电压的周期T和电压U0的值；0tUMNU0-U0（3）若时,该粒子从M、N板右侧沿板的中心线仍以速率v0向左射入M、N之间。求粒
10、子从磁场中射出的点到a点的距离OMNO1O2ax a O y 30 303、（2010金陵中学、海安中学联考）如图，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，第四象限内存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场。从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30-150，且在xOy平面内。结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限的匀强电场区。已知带电粒子电量为+q,质量为m,重力不计。（1）确定进入磁场速度最小粒子的速度方向，并求出速度大小。（2）所有通过磁场区的粒子中，求出最短时间与最长时间的比值。（3）从x轴上x=点射入第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上y=-b的点，求该粒子经过y=-b点的速度大小。- 4 - / 4
