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1、阶段复习课第1章核心整合核心整合思维导图思维导图必备考点必备考点素养评价素养评价素养一物理观念素养一物理观念考点考点 带电粒子在有界磁场中的运动带电粒子在有界磁场中的运动1.1.不同边界条件下的分析：不同边界条件下的分析：边界条件界条件情境情境解解题方法方法直直线边界界 (1)(1)粒子粒子进出磁出磁场有有对称性，画出称性，画出轨迹草迹草图，根据几何关系求解半径，根据偏，根据几何关系求解半径，根据偏转角求解角求解时间(2)(2)带电粒子粒子电性不确定，会形成多解性不确定，会形成多解边界条件界条件情境情境解解题方法方法平行平行边界界 (1)(1)粒子穿粒子穿过磁磁场存在存在临界条件界条件(2)(
2、2)从不同位置穿出磁从不同位置穿出磁场可能形成多解可能形成多解圆形形边界界 (1)(1)粒子沿半径方向射入磁粒子沿半径方向射入磁场，必沿半径，必沿半径方向射出方向射出(2)(2)根据根据对称性作称性作图，由几何关系求解半，由几何关系求解半径、径、圆心角等心角等2.2.带电粒子在有界磁场运动的关键词转化：带电粒子在有界磁场运动的关键词转化：【素养评价素养评价】如图，在如图，在y0y0的区域存在方向沿的区域存在方向沿y y轴负方向的匀强电场，场强大小为轴负方向的匀强电场，场强大小为E E，在，在y0y v 或或v v v 或或v v0)-q(q0)，所有小球均在磁场中，所有小球均在磁场中做匀速圆周
3、运动，且都能沿平行于做匀速圆周运动，且都能沿平行于x x轴的方向进入圆形区域并再次通过轴的方向进入圆形区域并再次通过O O点，不点，不计小球间的相互作用，重力加速度为计小球间的相互作用，重力加速度为g g，求：，求：(1)(1)匀强电场的电场强度大小；匀强电场的电场强度大小；(2)(2)匀强磁场的磁感应强度大小；匀强磁场的磁感应强度大小；(3)(3)沿与沿与x x轴正向成轴正向成6060角发射的小球从开始运动到再次通过角发射的小球从开始运动到再次通过O O点经历的时间。点经历的时间。【解析解析】(1)(1)小球在磁场中做匀速圆周运动，则电场力和重力平衡，小球在磁场中做匀速圆周运动，则电场力和重
4、力平衡，即为：即为：qE=mgqE=mg；解得匀强电场的电场强度大小为：解得匀强电场的电场强度大小为：E= E= (2)(2)小球从小球从O O点以与点以与x x轴成轴成角射入第一象限运动轨迹如图所示，轨迹圆心角射入第一象限运动轨迹如图所示，轨迹圆心CC与交点与交点D D的连线平行于的连线平行于y y轴，根据几何关系可知，四边形轴，根据几何关系可知，四边形CDCOCDCO是菱形，小球是菱形，小球在磁场中运动的轨迹半径为：在磁场中运动的轨迹半径为：r=Rr=R；根据洛伦兹力提供向心力，得：；根据洛伦兹力提供向心力，得：qvB=qvB=m m 可得：可得：B= B= (3)(3)小球从小球从O O
5、点以与点以与x x轴成轴成= = 角射入第一象限，小球在磁场中的运动周期角射入第一象限，小球在磁场中的运动周期T= T= ，小球在磁场中的运动时间，小球在磁场中的运动时间t t1 1=2 =2 小球在圆形区域受力平衡，做匀速直线运动，通过的距离为：小球在圆形区域受力平衡，做匀速直线运动，通过的距离为：L=2RsinL=2Rsin运动时间为：运动时间为：t t2 2= = 小球从小球从O O点出发到再次回到点出发到再次回到O O点的运动时间为：点的运动时间为：t=tt=t1 1+t+t2 2= = 将将= = 代入解得：代入解得：t= t= 答案：答案：(1) (1) 【补偿训练补偿训练】如图所
6、示，空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在如图所示，空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内做半径为竖直面内做半径为R R的匀速圆周运动，已知电场强度为的匀速圆周运动，已知电场强度为E E，磁感应强度为，磁感应强度为B B，重，重力加速度为力加速度为g g，则液滴环绕速度大小及方向分别为，则液滴环绕速度大小及方向分别为( () )A. A. ，顺时针，顺时针B. B. ，逆时针，逆时针C. C. ，顺时针，顺时针D. D. ，逆时针，逆时针【解析解析】选选C C。液滴在复合场中做匀速圆周运动，知重力和电场力平衡，则液。液滴在复合场中做匀速圆周运动，知重力和电场力平衡，则液滴受到向上的电场力，可知液滴带负电，根据左手定则可知液滴做沿顺时针滴受到向上的电场力，可知液滴带负电，根据左手定则可知液滴做沿顺时针方向的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有方向的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m qvB=m ，又因为，又因为qE=mgqE=mg，解得解得v= v= ，故，故A A、B B、D D错误，错误，C C正确。正确。
