带电粒子在复合场中的运动——高三物理计算题专题部分.ppt
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高考题再现:2011广东高考理综35题2014广东高考理综35题1.垂直进入匀强磁场中的带电粒子在边界磁场中的运动特点?2.如何求出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径?例1.如图所示,内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.质量为m、电量为q的正离子,经过圆环左侧电场加速后从N板小孔以v0的速度射出,并沿圆环直径方向射入磁场,若要使离子不进入小圆区域,试磁感应强度的取值范围。若要使离子不进入小圆区域,试磁感应强度的取值范围。审题:(1)沿圆环径向射入磁场→圆形边界指向圆心进,背向圆心出解:设离子在磁场中圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律有:可得若离子恰好不进入小圆,设离子与小圆相切时轨道半径为R0,此时轨迹如图所示,在中,由几何关系得:解得:要使离子不进入小圆,必须解得磁感应强度例2(2015佛山一模35题:18分)如图甲所示,在两相距2R、水平放置的平行金属板PQ间,一质量为m、电量为q的带电粒子以速度沿板间水平中轴线O1O2从O1点射入,刚好打在下极板的中点B.现在两极板间加上竖直向下的匀强电场,粒子恰好能沿O1O2做直线运动.已知重力加速度为g,求:审题:(1)O1至B的类平抛运动→L为两倍水平位移.(2)直线运动→重力与电场力平衡.(3)加磁场→圆周运动(3)能从PQ板间射出→两个临界条件:一即刚好从下极板右侧射出磁场;二即刚好从下极板B出磁场。QB例2(2015广州一模35题18分)如图,带电粒子垂直电场线方向进入有界匀强电场,从Q点飞出时又进入有界的匀强磁场,并从D点离开磁场且落在了荧光屏的ON区域.已知:电场方向沿纸面竖直向上、宽度为d,P、Q两点在竖直方向上的距离为d;QD为磁场的水平分界线,上方磁场垂直纸面向外、下方磁场垂直纸向里、磁感应强度大小相同,磁场宽度为d;粒子质量为m、带电量为q、不计重力,进入电场的速度为v0.审题:(1)P至Q段的类平抛运动→场强E.(2)轨迹→确定圆心、几何作图.(3)B最小→最大D审题过程带电粒子在交变复合场中的运动(磁场边界宽度考核)如图5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,求T的最小值.审题:(1)N1Q段的直线运动→受力平衡.(2)圆周运动→重力与电场力平衡、洛伦兹力提供向心力.(3)直线运动的时间、圆周运动的时间→周期.(4)磁场宽度的临界值→d=2R.谢谢!