高考物理之磁场4带电粒子在复合场中的运动

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1、——最专业的中小学教学资源共享平台2012高考复习电学部分精讲精练磁场4带电粒子在复合场中的运动【课标要求】1．掌握带电粒子在复合场中运动规律。2．掌握带电粒子在复合场中运动的分析方法。【知识精要】1．带电粒子在复合场中的直线运动的条件是：带电粒子所受的合外力为零，或者所受的合外力与速度方向在一条直线上。2．带电粒子在复合场中的匀速圆周运动运动的条件是：带电粒子所受的恒力互相平衡，洛仑兹力提供向心力。3．带电粒子在复合场中的变加速直线运动，往往根据能量关系加以解决。【名师点拨】···········

2、·······································例1：(2011银川模拟)如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.20kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N恒力，g取10m/s2.则（）A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B．滑块开始

3、做匀加速直线运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动C．最终木板做加速度为2m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动D．最终木板做加速度为3m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10m/s的匀速运动解析：刚开始，滑块和木板一起做匀加速直线运动，随着速度的不断增加，滑块受到的竖直向上的洛仑兹力不断增加，滑块所受的弹力减小，合力减小，滑块做变加速运动，一段时间后，滑块的重力和洛仑兹力相平衡，滑块做匀速直线运动，而木块作匀加速直线运动。根据qvB=mg，得v=10m/s；根据F=Ma

4、，得a=3m/s2。新课标教学网（www.xkbw.com）--海量教学资源欢迎下载！第-9-页共9页——最专业的中小学教学资源共享平台点拨：洛仑兹力随速度的变化而变化，从而引起其它力发生变化，引起合力发生变化，引起运动性质发生变化。顺着这一思路可以迅速找到解决问题的金钥匙。例2：如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m，带电量为q的微粒以速度v与磁场方向垂直，与电场成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E的大小，磁感应强度B的大小.解答：由带电粒子所受

5、的洛伦兹力与v垂直，电场力方向与电场线平行，微粒如图所示方向进入磁场中，如果只受到电场力与洛伦兹力作用，合力不可能为零，也就不可能做匀速直线运动.由此可知本题必须考虑到微粒所受的重力，才可能使微粒做匀速直线运动。假设粒子不带正电，则所受电场力方向水平向左，洛伦兹力方向斜向右下方与v垂直，同学们可以从力的平衡条件判断出这样的粒子不可能做匀速直线运动，所以粒子应带正电荷，受力情况如图所示，根据合外力为零可得mg=qvBsin45°①qE=qvBcos45°②由①②式可得B=；E=mg/q.点评：此类问题

6、明确带电粒子在复合场中做匀速直线运动，首先根据假设法判断粒子是否受到重力作用，进而根据平衡条件判定粒子的电性，最后根据平衡方程解出未知量。EB例3：(2011沈阳模拟)如图所示，质量为m，带电量为球+q的小环沿着穿过它的竖直棒下落，棒与环孔间的动摩擦因数为μ.匀强电场水平向右，场强为E，匀强磁场垂直于纸面向外，磁感应强度为B.在小环下落，求：（1）小环的速度为多大时，它的加速度最大？（2）小环运动的最大速度可达到多少？解析：（1）小球由静止开始下落故小球的最大加速度为am=g；小球的加速度为0时，有

7、，解得：点拨：粒子在复合场中的动态分析，由速度变化入手，进行受力分析，找出合力变化和速度变化的关系，判定粒子加速度和速度最大的条件。新课标教学网（www.xkbw.com）--海量教学资源欢迎下载！第-9-页共9页——最专业的中小学教学资源共享平台例4：如图所示K与虚线MN之间是加速电场。虚线MN与PQ之间是匀强电场，虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场，且MN、PQ与荧光屏三者互相平行。电场和磁场的方向如图所示。图中A点与O点的连线垂直于荧光屏。一带正电的粒子从A点离开加速电场，速度方向垂直于偏转电场方

8、向射入偏转电场，在离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上。已知电场和磁场区域在竖直方向足够长，加速电场电压与偏转电场的场强关系为U=Ed/2，式中的d是偏转电场的宽度且为已知量，磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度v0关系符合表达式v0=E/B，如图所示，试求：KAMNPQOBEdLUv0（1）磁场的宽度L为多少？（2）带电粒子最后在电场和磁场中总的偏转距离是多少？解析：⑴其轨迹如图所示。偏转角为：KAMNPQOB