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文档简介
带电粒子在叠加场中的运动[学习目标]1.掌握带电粒子在叠加场中常见的两种运动情景.2.会分析其受力情况和运动情况,能正确运用物理规律解决问题.叠加场:电场、磁场、重力场叠加,或其中某两场叠加.1.是否考虑粒子重力(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为一般情况下其重力与静电力或洛伦兹力相比太小,可以忽略;而对于一些宏观物体,如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力.(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,按题目要求处理.(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态确定是否考虑重力.2.处理带电粒子在叠加场中的运动的基本思路一、带电粒子在叠加场中的直线运动例1(多选)(2021·绵阳市月考)地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场(未画出)和垂直纸面向里的匀强磁场,一个带电油滴沿着与竖直方向成α角的直线MN运动,如图所示,由此可以判断()A.油滴一定做匀速运动B.油滴可以做变速运动C.如果油滴带正电,它是从N点运动到M点D.如果油滴带正电,它是从M点运动到N点针对训练如图所示,竖直平面内存在水平方向的匀强电场,电场强度为E,同时存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,纸面内放置一光滑的绝缘细杆,与水平方向成θ=45°角.质量为m、带电荷量为q的金属小环套在细杆上,以初速度v0沿着细杆向下运动,小环离开细杆后,恰好做直线运动,重力加速度为g,则以下说法正确的是()A.小环可能带负电B.电场方向可能水平向右C.小环的初速度v0=eq\f(\r(2)mg,qB)D.小环离开细杆时的速度v=eq\f(E,B)二、带电粒子在叠加场中的匀速圆周运动例2如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入由互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B构成的叠加场中(E和B已知),小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,重力加速度大小为g,则()A.小球可能带正电B.小球做匀速圆周运动的半径为r=eq\f(1,B)eq\r(\f(2UE,g))C.小球做匀速圆周运动的周期为T=eq\f(πE,Bg)D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增加例3如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴.一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场区域,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴正方向的夹角为θ.不计空气阻力,重力加速度为g,求:(1)电场强度E的大小和方向;(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.三、带电粒子在叠加场中的一般曲线运动例4(多选)(2021·扬州中学高二期中)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,如图所示,已知一离子在静电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为运动
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