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第三章《磁场》复习本章课时安排:12课时高考考题情况本章一般可能有一道选择题,电磁学的计算题一般可能是电磁学这几章内容的综合计算,要重视安培力和洛仑兹力的计算。掌握了磁感线就掌握了两个“三”。本章主要内容(三三两两):3、两个定则:安培定则和左手定则。4、两个力:安培力F安和洛伦兹力f洛。2、三种磁场:地磁场、磁体的磁场、电流的磁场1、三个概念:磁感线、磁感应强度和磁通量。一、磁场的描述1、磁感应强度:(2)磁感应强度是矢量,方向与放入该点的小磁针的N极指向一致。(3)磁感应强度B由磁场本身决定,与F、I、L无关。(4)F⊥B,F⊥L。(1)定义式:B=F/IL第一单元概念2、磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。特点:

(1)磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从N极出发,回到S极,内部是从S到N极.(2)每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交。(3)磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。

(4)磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。(4)磁通量可以用穿过这个面的磁感线条数来形象地描述。磁通量越大,穿过和一面积的磁感线条数也越多。(3)单位:韦伯(Wb)1Wb=1T·m(2)公式:Φ=B·S(1)定义:面积为S,垂直匀强磁场B放置,则B与S乘积,叫做穿过这个面的磁通量,用Φ表示.4、磁通量(Φ)物理学规定:在磁场中的任一点,小磁针北极的受力方向,也就是小磁针静止时所指的方向就是该点的磁场方向。3、磁场的方向:2【练习1】如图所示,两个同心放置的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,通过两圆环的磁通量Φa、Φb的关系为()A.Φa>ΦbB.Φa<ΦbC.Φa=ΦbD.不能确定A二、几种磁场1、地磁场:地球中存在的磁场。它在地面上的方向是由南极指向北极。练习1、一束电子在赤道上空垂直从上向下运动,在地球磁场的作用下,它将()A.向东偏转.B.向西偏转.C.向南偏转.D.向北偏转.极光是来自太阳活动区的带电高能(可达1万电子伏)粒子流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。太阳风在地理上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地理磁场。地理磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极肖,在北极地区形成的叫北极光。

2、磁体的磁场

(1)形状

(2)方向I(1)直线电流的磁场②方向的判断(安培定则):用右手握住通电的直导线,让大拇指的方向与电流方向一致,其余弯曲的四个手指的方向就是磁场的环绕方向。2、电流的磁场①形状:一系列以导线的点为圆心的同心圆。I(2)环形电流的磁场方向的判定(安培定则):用右手握住环形通电导线,弯曲的四个手指的方向与电流方向一致,那么大拇指所指的方向就是环形电流中心点的磁场方向。II(3)通电螺线管的磁场①形状:与条形磁体的相似。②方向的判定(安培定则):用右手握住环形通电螺线管,弯曲的四个手指的方向与电流方向一致,那么大拇指所指的方向就是通电螺线管的北极。三、安培分子电流假说1、在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流-----分子电流。分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它相当于两个磁极。2、分子电流假说:任何物质的分子中都存在环形电流--分子电流,分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。【练习1】如图所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()A.N极竖直向上;B.N极竖直向下;C.N极沿轴线向左;D.N极沿轴线向右。C【练习2】在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向()A.与ab边平行,竖直向上;B.与ab边平行,竖直向下;C.与ab边垂直,指向左边;D.与ab边垂直,指向右边。C第二单元安培力

1、大小:F安=BIL

2、方向的判断(左手定则):伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放人磁场中,让磁感线垂直穿人手心,并使伸开的四指指向电流的方向(正电荷移动方向),那么,拇指所指的方向,就是通电导线(运动电荷)在磁场中的受力方向.一、安培力【练习1】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。×B.B×BFF将立体图形转换成平面图形【练习2】如图所示,蹄形磁铁固定,通电直导线AB可自由运动,当导线中通以图示方向的电流时,俯视导体,导体AB将(AB的重力不计)A、逆时针转动,同时向下运动B、顺时针转动,同时向下运动C、顺时针转动,同时向上运动D、逆时针转动,同时向上运动NSIA3、特点:(1)F安⊥B,F安⊥L;二、安培力的应用1、电动机2、磁电式电表;⑵安培力的特点①方向:安培力的方向与线圈平面垂直.②大小:安培力的大小与通过的电流成正比.磁电式电流表1、基本组成部分:磁铁和放在磁铁两极之间的线圈.2、工作原理⑴磁场特点①方向:沿径向均匀辐射地分布②大小:在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等.3、优、缺点:优点是灵敏度高,能测出很弱的电流;缺点是线圈的导线很细,允许通过的电流很小.⑶表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动,游丝变形,反抗线圈的转动,电流越大,安培力越大,形变就越大,所以指针偏角与通过线圈的电流I成正比,表盘刻度均匀.三、相关的计算:1、安培力:(1)物体的平衡;(2)结合物体的受力分析物体的运动状态,物体的平衡、应用牛顿定律、动能定理等进行解题。【练习3】如图所示,用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒,铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场,棒中通入自左向右的电流。当棒静止时,弹簧秤示数为F1;若将棒中电流反向,当棒静止时,弹簧秤的示数为F2,且F2>F1,根据上面所给的信息,不能确定()A.磁场的方向B.磁感应强度的大小C.安培力的大小D.铜棒的重力B【练习4】如图所示,条形磁铁平放于水平桌面上。在它的正中央上方偏右固定一根直导线,导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂直纸面向内的电流,磁铁保持静止,那么磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化?NS【练习5】如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为F1,现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线,电流方向如图,当通上电流后,台秤读数为F2,则以下说法正确的是()A.F1>F2,弹簧长度将变长B.F1>F2,弹簧长度将变短C.F1<F2,弹簧长度将变长D.F1<F2,弹簧长度将变短B【练习6】(2011全国理综).电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是()A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,轨道长度L变为原来的2倍,其它量不变BD【练习7】如图所示,两平行光滑导轨相距0.2m,与水平面夹角为450,金属棒MN的质量为0.1kg,处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中,电源电动势为6V,内阻为1Ω,为使MN处于静止状态,则电阻R应为多少?(其他电阻不计)×θBmgFNθ0.2Ω【练习8】相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置,如图所示,导轨所在平面与水平面的夹角为θ=37°。现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间的动摩擦因数μ=0.50,整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接电源电动势为15V.内阻不计,滑动变阻器的阻值可按要求进行调节,其他部分电阻不计,g取10m/s。为保持金属棒ab处于静止状态(设最大静摩擦力f与支持力FN满足f=μFN),求:(1)ab中通入的最大电流为多少?(2)ab中通入的最小电流为多少?216.5A和1.5A平行悬线向上

【练习9】如图所示,用两根轻细金属丝将质量m,长为l的金属棒a、b悬挂在c、d两处,置于竖直向上的匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后,两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态。则磁感应强度B为

。为了使棒平衡在该位置上,所需的最小磁场的磁感应强度B为

,方向

。第二单元安培力与洛伦兹力

1、大小:f洛=qvB

2、方向的判断(左手定则):伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放人磁场中,让磁感线垂直穿人手心,并使伸开的四指指向正电荷移动方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线(运动电荷)在磁场中的受力方向.一、洛伦兹力(4)F安与f洛的关系:安培力是洛伦兹力的宏观表现;洛伦兹力是安培力的微观本质。3、特点:(1)f洛⊥B,f洛⊥v。(2)洛伦兹力永远不做功。(3)当v⊥B时;运动电荷在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动。若v⊥B,带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。4、带电粒子在匀强磁场中的运动规律(1)速度方向与磁场方向平行若v∥B,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁场中做匀速直线运动。(2)速度方向与磁场方向垂直③周期公式:特别提醒:T的大小与轨道半径r和运行速率v无关,只与磁场的磁感应强度B和粒子的比荷q/m有关.(3)带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的平面内做匀速圆周运动的基本公式:①向心力公式:可得轨道半径:(1)匀速圆周运动。(2)在有界磁场中做匀速圆周运动。方法:画轨迹、定圆心、求半径。三、相关的计算:四、应用:(1)速度选择器①如图所示.平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直.这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.(2)质谱仪。①构造:如图所示,由离子源、加速电场、速度选择器、偏转磁场和照相底片等构成。②带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE=qvB,即v=E/B.②原理:离子由静止被加速电场加速,根据动能定理可得关系式:由上面三式可得离子在底片上的位置与离子进入磁场B的点的距离,比荷q/m的值。离子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力得关系式:在速度选择器A中,直线经过须满足:qE=qvB′,得v=E/B′

,即只有速度为v的离子才能进入磁场B.(3)回旋加速器②原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的电场一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速.由,得可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径决定,与加速电压无关.①构造:如图所示,主要由两个半圆形的中空铜盒D1、D2构成,两盒间留有一狭缝,置于真空中.由大型电磁铁产生的匀强磁场垂直穿过盒面,由高频振荡器产生的交变电压加在两盒的狭缝处.【练习1】(广东2012高考)质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速度率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图2种虚线所示,下列表述正确的是()A.M带负电,N带正电;B.M的速度率小于N的速率;C.洛伦磁力对M、N做正功;D.M的运行时间大于N的运行时间。A【练习2】(广东2013高考)如图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进人匀强磁场,最后打到屏P上。不计重力。下列说法正确的有:A、a、b均带正电;B、a在磁场中飞行的时间比b的短;C、a在磁场中飞行的路程比b的短;D、a在P上的落点与O点的距离比b的近。AD【练习3】如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中,质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()A.滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.滑块最终可能会沿斜面做匀速直线运动CD关于带电粒子在有界磁场中的运动1.圆心的确定⑴两种情形①已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图所示,图中P为入射点,M为出射点).②已知入射方向和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图所示,P为入射点,M为出射点).⑵带电粒子在不同边界磁场中的运动①直线边界(进出磁场具有对称性,如图)②平行边界(存在临界条件,如图)③圆形边界(沿径向射入必沿径向射出,如图)2、半径的确定OvθθO′v(偏向角)AB用几何知识(勾股定理、三角函数等),求出该圆的可能半径(或圆心角).并注意以下两个重要的几何特点:⑴粒子速度的偏向角(φ)等于回旋角(α),并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图),即:φ=α=2θ=ωt⑵相对的弦切角(θ)相等,与相邻的弦切角(θ′)互补,即.θ+θ′=180°⑴直接根据公式t=s/v或t=α/ω求出运动时间t⑵粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间可由下式表示:3.运动时间的确定OvθθO′v(偏向角)AB或【练习4】电子以垂直磁场的速度v从图的P处沿PQ方向进入长d,高h的矩形PQNM匀强磁场区域,结果从N离开磁场。若电子质量为m,电荷量为e,磁感应强度为B,则()A.电子在磁场中运动的时间B.电子在磁场中运动的时间C.电子横向偏移D.偏向角φ满足BD【练习5】

(2011海南卷).空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是()A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大BD【练习6】如图所示,一匀强磁场垂直穿过平面直角坐标系的第I象限,磁感应强度为B.一质量为m、带电量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场,运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子重力,则()A、粒子带负电B、点A与x轴的距离为C、粒子由O到A经历的时间为D、粒子运动的速度没有变化AC【练习7】如图所示,在半径为R的圆形区域内有匀强磁场.在边长为2R的正方形区域里也有匀强磁场,两个磁场的磁感应强度大小相同.两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场.在M点射入的带电粒子,其速度方向指向圆心;在N点射入的带电粒子,速度方向与边界垂直,且N点为正方形边长的中点,则下列说法不正确的是()A.带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同B.从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场C.从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场D.从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场C【练习8】如图甲所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法正确的是()A.电子在磁场中运动的时间为B.电子在磁场中运动的时间为C.磁场区域的圆心坐标为D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L)BC【练习9】如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电,现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则()A.经过最高点时,三个小球的速度相等B.经过最高点时,甲球的速度最小C.甲球的释放位置比乙球的高D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变CD【练习10】(2011浙江).利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d和d的缝,两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q,具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是()A.粒子带正电B.射出粒子的最大速度为C.保持d和L不变,增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D.保持d和B不变,增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大BC【练习11】如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向60°角,已知带电粒子质量m=3×10-20Kg,电量q=10-13C,速度v0=105m/s,磁场区域的半径R=3×10-1m,不计重力,求磁场的磁感应强度。rrOO′解析:画出轨迹和半径如图所示。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,有:【练习12】(05年广东卷)如图所示,在一个圆形域内,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Ⅰ、Ⅱ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Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ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Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)。解析:画出轨迹如图所示。由几何关系可知:r1=2r2。所以B2=2B1由以上各式可解得:【练习13】(04年广东卷)如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于图中纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T。磁场内有一块平面感光干板ab,板面与磁场方向平行。在距ab的距离为l=16cm处,有一个点状的α放射源S,它向各个方向发射α粒子,α粒子的速度都是v=3.0×106m/s。已知α粒子的电荷与质量之比q/m=5.0×107C/kg。现只考虑在图纸平面中运动的α粒子,求ab上被α粒子打中的区域的长度。Sab解析:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,有:可见,2R>l>R.因朝不同方向发射的α粒子的圆轨迹都过S,任何α粒子在运动中离S的距离不可能超过2R,作出轨迹如图所示。由图中几何关系得:【练习14】在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场.一个带电粒子(不计重力)恰好能沿直线MN从左至右通过这一区域.那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况()A.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向外B.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向里C.匀强磁场方向垂直于纸面向里,匀强电场方向竖直向上D.匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右BD【练习15】如图所示,空间存在水平方向的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B,一个质量为m、带电量为+q的小球套在不光滑的足够长的竖直绝缘杆上,自静止开始下滑,则()A.小球的动能不断增大,直到某一最大值B.小球的加速度不断减小,直至为零C.小球的加速度先增大后减小,最终为零D.小球的速度先增加后减小,最终为零ACΔ若小球与杆的动摩擦因数为μ,求:①小球速度为多大时,加速度最大?最大值是多少?②小球下滑的最大速度是多少?①②【练习16】如图所示,带电平行板中匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下,经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,在经P点进入板间的运动过程中()A、其动能将会增大B、其电势能将会增大C、小球所受的洛伦兹力将会增大D、小球所受的电场力将会增大ABC【练习17】如图所示,空间存在着方向竖直向下的匀强磁场,在光滑水平面上固定一个带负电的小球A,另有一个带正电的小球Q.现给小球Q一合适的初速度,Q将在水平面上按图示的轨迹做匀速圆周运动.在运动过程中,由于Q内部的因素,从Q中分离出一小块不带电的物质C(可以认为刚分离时两者速度相同),则此后()A.Q会向圆外飞去,C做匀速直线运动B.Q会向圆外飞去,C做匀速圆周运动C.Q会向圆内飞去,C做匀速直线运动D.Q会向圆内飞去,C做匀速圆周运动C【练习18】如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为U,带电粒子以某一初速度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,d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A解析:【练习19】如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2=100V.金属板长L=20cm,两板间距。求:(1)微粒进入偏转电场时的速度v0的大小;(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;(3)若该匀强磁场的宽度为D=10cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?解析(1)由动能定理得:(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:(3)进入磁场时微粒的速度是:轨迹如图所示由几何关系有:洛伦兹力提供向心力有:由以上各式可求得:【练习20】如图所示,相互垂直的匀强电场和匀强磁场的大小分别为E和B,一个质量为m、电量为+q的油滴,从a点以水平速度v0飞入,经过一段时间后运动到b点,试计算:(1)油滴刚进入叠加场a点时的加速度;(2)若到达b点时,偏离入射方向的距离为d,则其速度是多大?解析:(1)如图,油滴在a点受三个力,竖直向下的重力、电场力及竖直向上的洛伦兹力,由牛顿定律Bqv-(mg+qE)=ma得:方向竖直向上(2)从a运动到b,重力、电场力对粒子做负功,洛伦兹力不做功,根据动能定理得:【练习21】(04全国卷Ⅲ)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y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2h处的P3点。不计重力。求⑴电场强度的大小。⑵粒子到达P2时速度的大小和方向。⑶磁感应强度的大小。解析:(1)粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从P1到P2的时间为t,电场度的大小为E,粒子在电场中的加速度为a,由牛顿第二定律及运动学公式有解得:(2)粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为v0,以v1表示速度沿y方向分量的大小,v表示速度的大小,θ表示速度和x轴的夹角,则有:又:解得:得:(3)设磁场的磁感应强度为B,在洛伦兹力作用下粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律r是圆周的半径、此圆周与x轴和y轴的交点为P2、P3,因为OP2=OP3,θ=450,由几何关系可知,连线P2P3为圆轨道的直径,由此可求得【练习22】在如右图所示的直角坐标系中,x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为E=×104V/m。x轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=2×10-2T。把一个比荷为q/m=2×108C/kg的正点电荷从坐标为(0,1)的A点处由静止释放。电荷所受的重力忽略不计。(1)求电荷从释放到第一次进入磁场

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