2023届高考物理一轮复习课件：带电粒子叠加场中的运动一

1、 带电粒子叠加场中的运动 选修二 第一章 第一节2019人教版高中物理 挑战练习2、带电粒子做什么运动？3、粒子若带正电，它是从M点运动到N点的？MN1.要考虑带电粒子的重力吗？如图所示：直线MN是带电粒子运动的轨迹挑战练习2.如图所示，空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，重力加速度为g，则液滴环绕速度大小及方向分别为挑战练习例4(多选)空间存在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，如图4所示，已知一离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

2、运动的最低点.不计重力，则A.该离子带负电B.A、B两点位于同一高度C.到达C点时离子速度最大D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点挑战练习例1如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子（不考虑重力）以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为（）A.d随v0增大而增大，d与U无关B.d随v0增大而增大，随U增大而增大C.d随U增大而增大，d与v0无关D.d随v0增大而增大，d随U增大而减小挑战练习例2 扭摆器是场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直

3、于纸面.一质量为m、电量为-q、重力不计的同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图:、II两处的条形匀强磁粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入区,射入时速度与水平和方向夹角=30.mPQMNB1B2L1L2LIII-q（1）当I区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时，粒子从I区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30。，求B0及粒子在I区运动的时间t0（2）若II区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B0，求粒子在I区的最高点与II区的最低点之间的高度差h挑战练习例3：一带电质点，质量为m、电量为q，以平

4、行于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域，为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于Ox轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于Oxy平面、磁感应强度为B的匀强磁场，若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这个圆形磁场区域的最小半径（重力忽略不计）。挑战练习例：空间分布着如图所示的匀强电场E（宽度为L）和匀强磁场B（两部分磁场区域的磁感应强度大小相等，方向相反），一带电粒子电量为q，质量为m（不计重力），从A点由静止释放，经电场加速后进入磁场穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径而返回A点，重复前述过程。求中间磁场的宽度d和粒子的运动周期。挑战练习 1. AB为水平放置的足够长的平行

5、板，距板下方d=2.O10-2m有一电子源P，各个方向(在一个平面内）发射速度为3.2107ms，磁场B=9.110-3T，正电子的质量m=9.110-31kg，电量e=1.610-19C，Q为P点正上方板上的一点.1.求能击中AB板的电子在AB板上的范围2.求击中AB板的电子的最长时间和最短时间.3. 求击中AB板的电子占总粒子的百分比.挑战练习2如下图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S.某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场

6、已知AOC60，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T/2(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间可能为()挑战练习3.如右图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是()挑战练习3如图所示，相互平行的直线M、N、P、Q间存在垂直于纸面的匀强磁场。某带负电粒子由O点垂直于磁场方向射入，已知粒子速率一定，射入

7、时速度方向与OM间夹角的范围为090，不计粒子的重力，则： A.越大，粒子在磁场中运动的时间可能越短 B.越大，粒子在磁场中运动的路径一定越长 C.越大，粒子在磁场中运动轨迹的圆心到MN的距离一定越小 D.粒子在磁场中运动的轨迹长度与时间的比值与无关A C DMNPQOMNPQO挑战练习2.如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O方向垂直磁场射入一速度方向跟ad边夹角=300 、大小为v0的带电粒子，已知粒子质量为m、电量为q，ab边足够长，ad边长为L，粒子的重力不计。求：.粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。.如果带电粒子不

8、受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间。 V0Oabcd挑战练习【例题】圆形区域内存在垂直纸面的半径为R的匀强磁场，磁感强度为B，现有一电量为q、质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为600，求此离子在磁场区域内飞行的时间及射出的位置。B600600P(x y)yxOxyoO挑战练习2、如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域、中，A2A4与A1A3的夹角为60。一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从区的边缘点A1处沿与A1A3成30角的方向射入磁场，随后该粒

9、子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入区，最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。挑战练习4如图所示，一个质量为m、电量为q的正离子，在小孔S处正对着圆心O以速度v射入半径为R的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从A点射出，求正离子在磁场中运动的时间t.设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失，不计粒子的重力。 OBRS挑战练习例2、如图，在xoy平面内，第I象限内有匀强电场，场强大小为E，方向沿y轴正方向，在x轴正下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直

10、纸面向里，今有一质量为m，电量为e的电子（不计重力），从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场，经电场偏转后，沿着与x轴成450进入磁场，并能返回原出发点P。（1）说明电子的运动情况，并作出电子运动轨迹的示意图；（2）求P点离坐标原点的距离h；（3）电子从P点出发经过多长时间第一次返回到P点？EBxyov0P450450挑战练习例3、如图，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0.在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感应强度的大小为B.在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场.一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零.当该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少?（不计重力，整个装置在真空中.） 挑战练习例1、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，电量为-q的粒子从坐标原点O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（不计重力）. y