《高中物理 带电粒子在复合场中的运动复习学案 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 带电粒子在复合场中的运动复习学案 新人教版选修3-1（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、该资料由 友情提供【学习目标】 带电粒子在复合场中的运动【自主学习】一、复合场复合场是指磁场与电场共存的场或电场与重力场共存的场，或磁场与重力场共存的场，或磁场、电场、重力场共存的场。二、带电体在复合场中运动时受力分析带电物体在重力场、电场、磁场中运动时，其运动状态的改变由其受到的合力决定，因此，对运动物体进行受力分析时必须注意以下几点：受力分析的顺序：先场力(包括重力、电场力、磁场力)、后弹力、再摩擦力等。场力分析：重力：大小 ，方向 。电场力：大小 ，方向 。洛仑兹力：大小 ，方向 。电子、质子、离子等微观粒子无特殊说明一般不计重力；带电小球、尘埃、油滴、液滴等带电颗粒无特殊说明一般计重力
2、；如果有具体数据可通过比较确定是否考虑重力。三、带电粒子在复合场中的运动分析正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提带电粒子在叠加场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。1、当带电粒子在复合场中所受的合外力为 0 时，粒子将做 或 。举例 。2、当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做 。举例 。该资料由 友情提供、当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做 。举例 。4、当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做变速运动，这类问题一般只能用能量关系处理。四、带电粒子在复合
3、场中运动问题的处理方法解决这类问题的方法可按以下思路进行：正确进行受力分析、除弹力、重力、摩擦力，要特别注意电场力和磁场力的分析。正确进行物体的运动状况分析，找出物体的速度、位置及变化，分清运动过程，如果出现临界状态，要分析临界条件。恰当选用解决力学问题的三大方法：1)牛顿运动定律及运动学公式(只适用于匀变速运动)；2)用动量观点分析，即动量守恒定律；3)用能量观点分析，包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律，应注意：不论带电体运动状态如何，洛仑兹力永远不做功，电场力与重力做功与路径无关。在这三大方法中，应首选能量观点和动量观点进行分析。【典型例题】例 1、如图所示，套在绝缘棒上的小球，质量为
4、 有 q=410正电荷，小球在棒上可以自由滑动，直棒放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场 E=10N/=中，小球和直棒之间的动摩擦因数为 =小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度。 （设小球在运动过程中电量不变） 。该资料由 友情提供、如图所示，质量 M=小车静止在光滑的水平面上，分是表面粗糙的水平导轨，分是光滑的 41圆弧且半径为 R=5m 导轨，整个导轨都是由绝缘材料制成的，小车所在平面内有竖直向上 E=40N/C 的匀强电场和垂直纸面向里 B=匀强磁场。今有一质量为 m=负电的滑块（可视为质点）以 m/s 的水平速度向右冲上小车，当它即将过 D 点时速度达到 m/s，对水平导轨的压力
5、为 （g 取 10m/1）求滑块的电量。（2）求滑块从 A 到 D 的过程中，小车、滑块系统损失的机械能。（3）若滑块能过 D 时立即撤去磁场，求此后小车所能获得的最大速度。例 3、ab、平行金属板，板间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度E=100V/m，磁感应强度 B=4T。如图所示，一带电荷量 q=0量 m=0微粒，以初速度 0m/s、垂直板进入板间场区，粒子做曲线运动至 M 点时速度方向与极板平行，在 M 点这一带电粒子恰与另一质量和它相等的不带电微粒吸附在一起，之后一起做匀速直线运动，不计重力，求：（1）微粒带何种电荷？（2）微粒在 M 点吸咐另一微粒前速度多大？该资料由 友情提供
6、（3）M 点距 的距离是多大？例 4、在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，有一倾角为 ，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外，电场强度为 E，方向竖直向上，一质量为 m、带电量为+q 的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示。若迅速使电场方向竖直向下时，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？例 5、如图所示，一质量为 m，带电荷量为+q 的粒子以速度 点沿 y 轴正方向射入磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点 b 处穿过 x 轴，速度方向与 x 轴正方向的夹角为 30，同时进入场强为 E、方向沿 x
7、轴负方向成 60角斜向下的匀强电场中，通过了 b 点正下方的 c 点，如图所示。粒子的重力不计，试求：（1）圆形匀强磁场的最小面积。（2）c 点到 b 点的距离 s。该资料由 友情提供【针对训练】1、带电粒子（不计重力）所处的状态可能是（ ）只在磁场中处于平衡状态 只在电场中做匀速圆周运动只在匀强磁场中做平抛运动 只在匀强电场中做匀速直线运动A、 B、 C、 D、2、空间存在一匀强磁场 B，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷+Q 的电场，如图所示，一带电粒子初速度 场入射，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电磁场中的运动轨迹不可能为（ ）A、以点电荷+Q 为圆心、以 r 为半径的在纸平面内的圆
8、周B、开始阶段在纸面内向右偏的曲线C、开始阶段在纸面内向左偏的曲线D、沿初速度 一个带电量为+q，重为 G 的小球，从两竖直的带电平行板上方 h 处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为 B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时（ ）A、一定做曲线运动B、不可能做曲线运动C、有可能做匀速运动D、有可能做匀加速直线运动4、如图所示，质量为 m、带电量为 q 的带正电粒子，以初速度 和匀强磁场 B 中，从 P 点离开该区域，此时侧向位移为 s，则（重力不计） （ 该资料由 友情提供）A、粒子在 P 所受的磁场力可能比电场力大B、粒子的加速度为()/子在 P 点的速率为 m/、粒子在
9、P 点的动能为 个质量相同的质点 a、b、c，带有等量的正电荷，它们从静止开始，同时从相同的高度落下，下落过程中 a、b、c 分别进入如图所地的匀强电场、匀强磁场和真空区域中，设它们都将落到同一水平地面上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）A、落地时 a 的动能最大B、落地时 a、b 的动能一样大C、b 的落地时间最短D、b 的落地时间最长6、一个质量 m=小滑块，带有 q=510电荷放置在倾角 =30光滑斜面上（绝缘） ，斜面置于 B=匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面。求：（1）小滑块带何种电荷？（2
10、）小滑块离开斜面的瞬时速度多大？（3）该斜面的长度至少多长？（g=10m/s 2）该资料由 友情提供、在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系 z 轴正方向竖直向上） ，如图所示，已知电场方向沿 z 轴正方向，场强大小为 E；磁场方向沿 y 轴正方向，磁感应强度大小为 B；重力加速度为 g。问：一质量为 m，带电量为+q 的从原点出发的质点能在坐标轴（x，y，z）上以速度 v 做匀速运动？若能，m、q、E、B、V 及 g 应满足怎样的关系？若不能，说明理由。【能力训练】1、如图所示，实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线，电场线与水平方向成 角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴
11、沿斜向上的虚线 l 做直线运动， l 与水平方向成 角，且 ，则下列说法中错误的是（ ）A、液滴一定做匀速直线运动B、液滴一定带正电C、电场线方向一定斜向上D、液滴有可能做匀速直线运动2、空间存在竖直向下的匀强电场，如图所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自 A 点沿曲线 动，到达 B 点时速度为零，C 点是运动最低点，忽略重力，下列说法正确的是（ ）A、离子必带正电荷B、A 和 B 点位于同一高度C、离子在 C 点速度最大D、离子在 B 点时，将沿原曲线返回 A 点情提供、某电子以固定的正电荷为圆心在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场方向垂直它的运动平面，电子所受电场力恰是磁场
12、对它的作用力的 3 倍，若电子电荷量为 e，质量为m，磁感应强度为 B，那么，电子运动的可能角速度是（ ）A、4eB/m B、3 eB/m C、2 eB/m D、eB/图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为 R=绝缘光滑槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度 B=一个质量m=电量为 q=+0小球在水平轨道上向右运动。若小球恰好能通过最高点，则下列说法正确的是（ ）A、小球在最高点受到洛伦兹力压力和重力的作用B、小球到达最高点和小球在水平轨道上的机械能不一定相等C、如果设小球到达最高点的线速度是 v，小球在最高点时 mg+、如果重力加速度取 10m/小球的初速度 直
13、放置的平行板电容器，A 板接电源正极，B 板接负极，在电容器中加匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直，在图中垂直纸面向里，从 A 板中点 C 的小孔入射一批带正电的微粒，入射的速度大小、方向各不相同（入射速度方向与电场方向夹角小于 90） ，考虑微粒重力，微粒在平行板 A、B 间的运动过程中（ ）A、所有微粒的动能都将增加B、所有微粒的机械能都将不变C、有的微粒可能做匀速直线运动D、有的微粒可能做匀速圆周运动6、如图所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的 a 点自由滑下，经过轨道端点 P 进入板间后恰好沿水平方向该资料由 友情提供，现使小球从稍低些的 b 点开始自由滑下，在经 P 点进入板间的运动过程中不可能的是（ ）A、其动能将会增大B、其电势能将会增大C、小球所受的洛仑兹力将会增大D、小球所受的电场力将会增大7、如图所示，氢原子核外电子沿逆时针方向做匀速圆周运动。若施加一垂直轨道平面指向纸内的匀强磁场，则在轨道半径不变的条件下，以下说法正确的是（ ）电子的运动周期不变 电子的动能不变电子的动能变小 电子的动量变小A、 B、 C、 D、8、如图所示，在空间存在着水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场。电场强度为 E，磁感应强度为 B，在某点由静止释
