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山东省临朐实验中学高二物理 带电粒子在磁场中的运动习题课(四)学案


山东省临朐实验中学高二物理学案: 带电粒子在磁场中的运动习题课 (四)

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5、带电粒子在复合场中的运 动 基础知识梳理: 1.复合场: 虑 、 、 和重力场并存或两种场并存,或分区域并存.粒子在复合场运动时要考 和重力作用.

2.带电粒子在复合场中的运动分类 (1)静止或匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力 (2)匀速圆周运动 当带电粒子所受的 与 大小相等、方向相反时,带电粒子在 的作用下, 时,将处于静止状态或做匀速直线运动.

在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动. (3)较复杂的曲线运动 当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化, 且与初速度方向不在同一条直线上时, 粒子做非匀变速曲线运动, 这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线. (4)分阶段运动 带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动 阶段组成. 3、带电粒子在复合场中运 动的实例: 速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应、质谱仪、回旋加速器等,请简要说明它们的工作原理。

典例分析: 例 10、地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场方向垂直纸面向里,一个带电油滴沿着 一条与竖直方向成 α 角的直线 MN 运动,如图所示,由此可以判断( A.油滴一定做匀速运动 )

2

B.油滴可以做变速运动 C.如果油滴带正电,它是从 M 点运动 到 N 点 D.如果油滴带正电,它是从 N 点运动到 M 点

例 11、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做匀速圆周运动,则可判断该带电质点( A.带有电量为 )

mg 的正电荷 E

B.沿圆周逆时针运动 C.运动的角速度为 D.运动的速率为

Bg E

E B

例 12、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。已知 一离子在电场力和洛伦 兹力作用下,从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动,到达 B 点时速度为零,C 点是运动的最低点,忽略重力,以下 说法中正确的是( A.这离子必带正电荷 B.A 点和 B 点在同一高度 C.离子在 C 点时速度最大 D.离子到达 B 点后,沿原曲线返回 A 点 例 13、直角坐标系 xOy 位于竖直平面内,在水平的 x 轴下方存在匀强磁场 和匀强电场, A C B )

磁场的磁感应强度为 B,方向垂直 xOy 平面向里,电场线平行于 y 轴.一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小球, 从 y 轴上的 A 点水平向右抛出,经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从 x 轴上的 N 点第一次 离开电场和磁场,MN 之间的距离为 L,小球过 M 点时的速度方向与 x 轴正方向夹角为θ .不计空气阻力,重力加 速度为 g,求: (1)电场强度 E 的大小和方向; (2)小球从 A 点抛出时初速度 v0 的大小; (3)A 点到 x 轴的高度 h.

3

感悟总结:

随堂检测: 1、中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,三个带有等量同种电荷的油滴 a、b、c 在场 中做不同的运动。其中 a 静止,b 向右做匀速直线运动,C 向左做匀速直线运动,则三油滴质量大小关系为( ) A.a 最大 B.b 最大 C.c 最大 D.都相等

2、向如图所示的匀强电场(场强为 E)和匀强磁场(磁感应强度为 B)共存的场区,一电 子沿垂直电场线和 磁感线方向以速度 V0 射入场区,则( A.若 v0 ? B.若 v0 ? C.若 v0 ? D.若 v0 ? ) B ,电子沿轨迹Ⅰ运动,射出场区时,速度 v ? v0 ,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度 v ? v0 ,电子沿轨迹Ⅰ运动,射出场区时,速度 v ? v0 ,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度 v ? v0 E
4



E B E B E B E B



3、如图,在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒 OO′在竖直面内

临朐实验中学高二年级

物理

科学案

N0:

17

10 月 17 日晚自习:整理回顾带电粒子在磁场中运动的相关问题,总结方法。

5


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