高中物理 8.4.2带电粒子在复合场中的运动教案 新人教版

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1、§8.4.2带电粒子在复合场中的运动（复习学案）例2如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0×10－4kg，带4.0×10－4C的正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E＝10N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ＝0.2，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度．(设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10m/s2)五带电粒子在复合场中运动的分类1．带电粒子在复合场中无约束情况下的运动(1)磁场力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡，则带电

2、体做匀速直线运动．②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂曲线运动，因F洛不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体做复杂曲线运动，因F洛不做功，可用动能定理求解问题．(3)电场力、磁场力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动．②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动．③若合力不为零且与速度方向不垂直，做复杂的曲线运动，因F洛不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题．2．带电粒子在复合场中有约束情况下的运动带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约

3、束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，用功能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果．3．带电粒子在复合场中运动的临界值问题由于带电粒子在复合场中受力情况复杂、运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解．例3(2010年海淀模拟)如下图所示，在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域.磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直于纸面向里．一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒

4、在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g.(1)求此区域内电场强度的大小和方向；(2)若某时刻微粒在场中运动到P点时，速度与水平方向的夹角为60°，且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径，求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离；(3)当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的(方向不变，且不计电场变化对原磁场的影响)，且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小．【针对训练】1．在下图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，(不计重力)电子可能沿水平方向向右做直线运动的是(　　)2．如下图所示，空间存在

5、竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场，一粒子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点，不计重力，则以下说法不正确的是(　　)A．该粒子必带正电B．A、B两点位于同一高度C．粒子到达C点时的速度最大D．粒子达到B点后将沿原路返回A点3．(2008年高考广东卷)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如下图所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙．下列说法正确的是(　　)A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场

6、中获得能量4．(2010年济宁模拟)某空间存在着如下图所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上．物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块．水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动．在A、B一起向左运动的过程中，以下关于A、B受力情况的说法中正确的是(　　)A．A对B的压力变小B．B、A间的摩擦力保持不变C．A对B的摩擦力变大D．B对地面的压力保持不变5．在竖直平面内半圆形光滑绝缘管处在如右图所示的匀强磁场中，B＝1.1T，半径R＝0.8m，其直径AOB在竖直线上．圆环平面与磁场方向垂直，在管口A处以2m/s水平速度射入一个带电小球

7、，其电荷量为＋10－4C，问：(1)小球滑到B处的速度为多少？(2)若小球从B处滑出的瞬间，管子对它的压力恰好为零，小球质量为多少？(g＝10m/s2)6.如右图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁感线垂直且水平放置的、长为L的摆线，拉一质量为m，带有＋q电荷量的摆球，试求摆球通过最低位置时绳上的拉力F.