第5课 带电粒子在磁场及复合场中的运动

1、第第2课带电粒子在磁场及复合场中的运动课带电粒子在磁场及复合场中的运动题型题型一、一、带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动例例1如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，两个质如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子量和电荷量都相同的带电粒子a、b，以不同的速率沿着，以不同的速率沿着AO方向对准圆心方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是受磁场力的作用，则下列说法正确的是()Aa粒子速率较大粒子速率较大Bb粒子速率较大粒子速率较大Cb粒子在磁场中运动时间较长粒子在磁场中运动

2、时间较长Da、b粒子在磁场中运动时间一样长粒子在磁场中运动时间一样长 变式训练变式训练1(2015新课标新课标)两相邻的匀强磁场区域的磁感应强度大小不两相邻的匀强磁场区域的磁感应强度大小不同同，方向平行一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子方向平行一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的粒子的(D)A轨道半径减小轨道半径减小，角速度增大角速度增大B轨道半径减小轨道半径减小，角速度减小角速度减小C轨道半径增大轨道半径增大，角速度增大角速度增大D轨道半径增大轨道半径增大，角速度减小，角速度减小题型二

3、题型二、 带电粒子在有匀强磁场中的临界问题带电粒子在有匀强磁场中的临界问题方法点拨：方法点拨：解决带电粒子在有界磁场中运动的临界问题时应解决带电粒子在有界磁场中运动的临界问题时应该注意三种几何关系：该注意三种几何关系：(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切与边界相切(2)当粒子的运动速率当粒子的运动速率v一定时一定时，粒子经过的弧长粒子经过的弧长(或弦长或弦长)越越长长，圆心角越大圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长长(3)当粒子的运动速率当粒子的运动速率v变化时变化时，

4、带电粒子在匀强磁场中的运带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹对应的圆心角越大动轨迹对应的圆心角越大，其在磁场中的运动时间越长其在磁场中的运动时间越长题型三题型三、带电粒子在组合场中的运动带电粒子在组合场中的运动例例3 (2015福建高考福建高考)如图，绝缘粗糙的竖直平面如图，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.一一质量为质量为m、电荷量为、电荷量为q的带正电的小滑块从的带正电的小滑块

5、从A点由静止开始沿点由静止开始沿MN下滑，到达下滑，到达C点时离开点时离开MN做曲线运动做曲线运动A、C两点间距离为两点间距离为h，重力加速度为重力加速度为g.(1)求小滑块运动到求小滑块运动到C点时的速度大小点时的速度大小vC.(2)求小滑块从求小滑块从A点运动到点运动到C点过程中克服摩擦力做的功点过程中克服摩擦力做的功Wf.(3)(3)若若D D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中程中 速度最大的位置，当小滑块运动到速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的后小滑块继续运动到水平

6、地面上的P点已知小滑块在点已知小滑块在D点时点时的速度大小为的速度大小为vD，从，从D点运动到点运动到P点的时间为点的时间为t，求小滑块运动，求小滑块运动到到P点时速度的大小点时速度的大小vP.方法点拨：方法点拨：带电粒子在组合场中运动的处理方法带电粒子在组合场中运动的处理方法不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动，还是先不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动，还是先后在匀强磁场和匀强电场中运动后在匀强磁场和匀强电场中运动解决方法如下：解决方法如下：(1)分别研究带电粒子在不同场中的运动规律分别研究带电粒子在不同场中的运动规律，若垂直匀强磁若垂直匀强磁场方向进入场方向进入，则做匀速圆周运动则做匀速圆周运动，在匀强电场中在匀强电场中，若速度方若速度方向与电场方向在同一直线上向与电场方向在同一直线上，则做匀变速直线运动则做匀变速直线运动，若进入若进入电场时的速度方向与电场方向垂直电场时的速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动根据则做类平抛运动根据不同的运动规律分别求解不同的运动规律分别求解(2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理来处