高中物理 3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动（5）学案新人教版选修.doc

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1、§3.6带电粒子在匀强磁场中的运动（5）---带电粒子在复合场中的运动【学习目标】1.会分析、处理带电粒子在叠加场中运动的。2.会分析、处理带电粒子在组合场场中运动的。【重点、难点】带电粒子的受力分析、运动分析【知识链接】1．叠加场与组合场(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．(2)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、磁场分时间段交替出现．2．三种场的比较名称力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg方向：竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变物体的重

2、力势能静电场大小：F＝qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关W＝qU电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力F＝qvB方向可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能3．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为零时，将处于静止状态或做。(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做。(3)较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和

3、方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上，粒子做曲线运动，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。【学习活动】活动一、带电粒子在叠加场中的运动分析电荷在叠加场中的运动一般有两种情况：(1)直线运动：如果电荷在叠加场中做直线运动，一定是做匀速直线运动，合力为零．(2)圆周运动：如果电荷在叠加场中做圆周运动，一定是匀速圆周运动，重力和电场力的合力为零，洛伦兹力提供向心力．例1如

4、图所示，某空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面水平向里。E=10N/C,B=1T，现在有一个质量m=2×kg、q=+2×C的液滴以某速度垂直于磁场方向进入该区域恰能作匀速直线运动。g取10m/．这个速度的大小是，方向是。例2　一带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，求：(1)该带电微粒的电性？(2)该带电微粒的旋转方向？(3)若已知圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则线速度为多少？　针

5、对训练1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，带正电，电量为q的油滴以速度v与水平方向成45°角进入两场区域（场区域足够大），这个带电油滴在场区内做直线运动，重力加速度为g，则电场的场强大小E=_________。磁场的磁感强度大小B=__________。若油滴运动到A点时，突然将电场方向变为竖直向上（场强的大小不变），此时油滴的加速度大小为____________，此后油滴将做__________运动。例3在水平面上有一沿y轴水平放置的长为L=1m的细玻璃管，在

6、管底有光滑绝缘的带正电的小球。在第一象限中存在磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，方向如图所示。已知管沿x轴以v＝1m/s的速度平动，带电小球的荷质比为C/kg。求：(1)带电小球从管底到飞出管口时所用的时间是多少？(2)带电小球离开磁场时的位置到坐标原点的距离是多少？(3)带电小球从刚离开管口后到离开磁场时所用的时间是多少？针对训练2如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里．有一内壁光滑、底部有带正电小球的竖直试管，在水平拉力F作用下，试管向右匀速运

7、动，带电小球能从试管口处飞出．已知小球质量为m，带电量为q，场强大小为E＝.关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中不正确的是(　　)A．洛伦兹力对小球不做功B．洛伦兹力对小球做正功C．小球的运动轨迹是一条抛物线D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大活动二、带电粒子在组合场中的运动分析带电粒子在电场、磁场组合场中的运动是指粒子从电场到磁场、或从磁场到电场的运动．通常按时间的先后顺序分成若干个小过程，在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和速度方向的关系入手，分析粒子在电场中做什么运动，在磁

8、场中做什么运动．例4　如图所示，在x轴上方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E.一质量为m、电荷量为－q的粒子从坐标原点沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与点O的距离为L，求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s(重力不计)．例5　如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过