北京专用2019版高考物理一轮复习第十一章磁场第3讲带电粒子在复合场中的运动课件.ppt
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1、第3讲带电粒子在复合场中的运动,知识梳理?一、复合场1.定义:复合场是指电场、磁场、重力场并存,或其中某两种场并存的场。带电粒子在这些复合场中运动时,应充分考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用,因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要。,2.三种场的比较,1.当带电粒子所受合外力为零时,将处于静止或匀速直线运动状态。,二、带电粒子在复合场中运动的几种情况,2.当带电粒子做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,其余各力的合力必为零。,3.当带电粒子所受合力大小与方向均变化时,将做非匀变速曲线运动。这类问题一般只能用能量关系来处理。,1.如图,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电
2、场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变?()A.粒子速度的大小B.粒子所带的电荷量C.电场强度 D.磁感应强度,B,答案B粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,其受力平衡,有Eq=Bqv,则知当粒子所带的电荷量改变时,粒子所受的合力仍为0,运动轨迹不会改变,故B项正确。,2.(多选)如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场方向水平(图中垂直纸面向里),一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是?()A.若撤去电场,P可能做匀加速直线运动B.若撤去磁场,P
3、可能做匀加速直线运动C.若给P一初速度,P可能做匀速直线运动D.若给P一初速度,P可能做顺时针方向的匀速圆周运动,CD,答案CD由于P处于静止状态,由受力分析知电场力方向向上,则P带负电。若撤去电场,油滴在重力作用下运动,受重力和磁场力作用,由于磁场方向与速度垂直,油滴必做曲线运动,故A错。若撤去磁场,受重力和电场力仍处于平衡状态,故B错。若所给初速度的方向与磁场方向平行,油滴只受重力和电场力处于平衡状态,做匀速直线运动。若所给初速度的方向向上与磁场方向垂直,合力等于洛伦兹力,油滴做顺时针方向的匀速圆周运动,故C、D正确。,3.如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为E,方向竖
4、直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,一质量为m的带电粒子,在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电粒子?(),C,A.带有电荷量为 ? 的正电荷B.沿圆周逆时针运动C.运动的角速度为 ? D.运动的速度为,答案C带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,有mg=qE,求得电荷量q=?,根据电场强度方向和电场力方向判断出粒子带负电,A错;由左手定则可判断粒子沿顺时针方向运动,B错;由qvB=mv得=?=?=?,则?=?,C对,D错。,深化拓展,考点一带电粒子在电场和磁场中的运动比较,考点二带电粒子在复合场中的运动,考点三带电粒子在交变复合场中的运动,深化拓展考点一带电粒子在电场
5、和磁场中的运动比较1.“磁偏转”和“电偏转”的区别,2.带电粒子在分离电场、磁场中运动问题的求解方法,1-1(2017北京西城期末,19)利用电场和磁场来控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。如图1所示为电子枪的结构示意图,电子从炽热的金属丝中发射出来,在金属丝和金属板之间加以电压U0,发射出的电子在真空中加速后,沿电场方向从金属板的小孔穿出做直线运动。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力及电子间的相互作用力。设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。,图1,(1)求电子从金属板小孔穿出时的速度v0的大小;(2)示波器中的示波管是利用电场来控制带电粒子的运动。如图2所示,
6、Y和Y为间距为d的两个偏转电极,两板长度均为L,极板右侧边缘与屏相距x,OO为两极板间的中线并与屏垂直,O点为电场区域的中心点。接(1),从金属板小孔穿出的电子束沿OO射入电场中,若两板间不加电场,电子打在屏上的O点。为了使电子打在屏上的P点,P与O相距h,已知电子离开电场时速度方向的反向延长线过O点。则需要在两极板间加多大的电压U;,图2(3)电视机中显像管的电子束偏转是用磁场来控制的。如图3所示,有一半径为r的圆形区域,圆心a与屏相距l,b是屏上的一点,ab与屏垂直。接(1),从金属板小孔穿出的电子束沿ab方向进入圆形区域,若圆形区域内不加磁场时,电子打在屏上的b点。为了使电子打在屏上的c
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