高三物理 带点粒子在磁场中的运动导学案

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1、高三物理复习学案：带点粒子在磁场中的运动导学案2基础导学一、只有重力场（只受重力）力的特点，只受重力G=、方向，重力做功与无关，重力做功改变物体的重力势能。常见情况自由落体运动平抛运动二、只有匀强静电场（只受电场力）带点粒子在电场中不论是否运动，受电场力，大小F=，场强方向与电荷受力方向相同。两种情况1.粒子在匀强电场中，静止释放或初速度V0与E方向在一条直线上时，做，这样的电场我们常称加速（减速）电场功能关系：则静电力对带电粒子做的功等于带电粒子的增量。中，W＝＝常列动能定理表达式2.粒子垂直于电场方向进入时做，这个电场我们常称作偏转电场：如果带电粒子以初速度v0垂直电场强度方向进入匀强

2、电场中，不考虑重力时，则带电粒子在电场中将做类平抛运动，如图所示。类平抛运动的一般处理方法：将粒子的运动分解为沿初速度方向的_______运动和沿静电力方向（电场方向）做_______运动。基本公式(板长为l，板间距离为d，板间电压为U)：在电场中运动时间t＝；加速度a＝＝＝________；离开电场的偏转量y＝at2＝________；速度方向偏转角tanθ＝＝＝________。三、只有匀强磁场的时候两种情况（不考虑磁场运动）1、粒子静止，或初速度V0与B的方向平行（相同或相反），此时粒子所受到F洛=2、当v⊥B时，此时做，先根据定则，磁感线垂直穿过手心，四指只想电荷的运动方向，大拇指

3、指向洛伦兹力方向。找出粒子受力方向，描绘出粒子做圆周运动的轨迹，找出半径和圆心，，所受洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动，公式表达为__________；轨道半径和周期分别为R＝______，T＝________。求时间外其他物理量基本用向心力表达式四、复合场看清楚粒子是否考虑重力，及是否存在重力场(1)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场单独出现。（2）两场混合，匀强电场和重力场（及粒子同时受电场力和重力），若粒子能做匀速直线运动，必然有，若粒子做直线运动，但不匀速，合力方向F一定与方向一条直线上，若为曲线运动，则将该运动分解到两个力方向上单独计算。

4、磁场和重力场，（及粒子同时受洛伦兹力和重力）若粒子能做直线运动，必然有，若粒子不能做直线运动，则不存在匀加速匀减速直线运动情况，轨迹必然为曲线变速运动。磁场和电场，（及粒子同时受洛伦兹力和电场力）若粒子能做直线运动，必然有如速度选择器，若粒子不能做直线运动，则不存在匀加速匀减速直线运动情况，轨迹必然为曲线变速运动。（3）三场混合，即（电场、磁场中运动的粒子又要考虑重力）的时候，常见情况如果能做匀速圆周运动，必然有，余下的洛伦兹力提供向心力表达式，若不能做匀速圆周运动，可能匀速运动，此时有其中的合力，与第三力等大反向。根据受力平衡列方程求解。切记洛伦兹力不做功解题思路：确定研究对象-（场分析

5、）受力分析-过程分析-画轨迹-选规律求解自主探究1自主探究2如图甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E>0表示电场方向竖直向上。t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；(2)求电场变化的周期T；(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域

6、，求T的最小值。解析：(1)微粒做直线运动，则mg＋qE0＝qvB①微粒做圆周运动，则mg＝qE0②联立①②得q＝③B＝。④(2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1，做圆周运动的周期为t2，则＝vt1⑤qvB＝m⑥2πR＝vt2⑦联立③④⑤⑥⑦得t1＝，t2＝⑧电场变化的周期T＝t1＋t2＝＋。⑨(3)若微粒能完成题述的运动过程，要求d≥2R⑩联立③④⑥得R＝⑪设N1Q段直线运动的最短时间为tmin，由⑤⑩⑪得tmin＝因t2不变，T的最小值Tmin＝tmin＋t2＝。自主探究3.如图8－3－27所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小相等，

7、方向如图所示；现有一个带电粒子在该平面内从x轴上的P点，以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场，恰好经过y轴上的Q点且与y轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场．已知OP之间的距离为d，(不计粒子的重力)求：(1)Q点的坐标；(2)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间．思路点拨：正确分析带电粒子的受力情况和运动情况，根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解。解题要点：