广东省2012届高考物理二轮专题总复习课件:专题4第3讲带电粒子体在复合场中的运动共33张.ppt
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1、专题四 圆周类问题,第3讲 带电粒子(体) 在复合场中的运动,(1)粒子在电场中的运动,当v0=0或v0沿电场线所在直线时,粒子将在静电力作用下做匀变速直线运动,可应用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律求解 当v0与电场线垂直时,粒子将做类平抛运动,可应用牛顿运动定律和类平抛运动的规律求解 带电粒子在匀强电场中的运动,还可以从功和能的角度求解,即应用动能定理qU= mv2求解,1带电粒子通过空间相互衔接的匀强电场和匀强磁场,(2)进入磁场后,若粒子速度平行于磁感线,则粒子做匀速直线运动,若粒子速度垂直于磁感线,则粒子做匀速圆周运动 注意: 粒子由电场进入磁场时,电场中的末速度是磁场中的初速度由
2、磁场进入电场时,磁场中的末速度是电场中的初速度,即注意粒子在电、磁场衔接处的运动状态 由于圆周运动是周期性运动,有可能使带电粒子在磁场中运动一段时间后又重新进入电场从而在电场和磁场中交替运动这时,一定要注意运动在时间和空间上的周期性,并求出相应的周期,【例1】(双选)如图所示,环型对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞区迎面相撞,为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说
3、法正确的是( ),A对于给定的加速电压,带电粒子的比荷 越大,磁感应强度B越大 B对于给定的加速电压,带电粒子的比荷 越大,磁感应强度B越小 C对于给定的带电粒子,加速电压U越大,粒子运动的周期越小 D对于给定的带电粒子,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变,(1)电场既可以改变电荷运动的速度大小,也可以改变电荷运动的速度方向;而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向,不能改变速度大小 (2)静电力可以对电荷做功,能改变电荷的动能;洛伦兹力不能对电荷做功,不能改变电荷的动能 (3)匀强电场中运动电荷在静电力的作用下做类平抛运动,偏转轨迹为抛物线;匀强磁场中运动电荷在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运
4、动,偏转轨迹为圆弧,2“电偏转”和“磁偏转”的区别,【例2】如图所示,正离子束以一定的速度从a点沿ad方向射入虚线所画的正方形区域如果在该区域中加沿ab方向的匀强电场E,离子束刚好从c点射出如撤去电场加一匀强磁场B,B的方向垂直纸面向外,离子束也刚好从c点射出,则离子束原来的速度为_,【同类变式】如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直一质量为m、电荷量为-q(q0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点已知OP=l,OQ=2 L.不
5、计重力求 (1)M点与坐标原点O间的距离; (2)粒子从P点运动到M点所用的时间,4带电粒子在正交的电场、磁场、重力场中的运动,(1)粒子做匀速直线运动,应用三力平衡求解由于重力大小一定,方向竖直向下静电力、洛伦兹力的合力一定竖直向上,是重力的平衡力或建立竖直、水平坐标系,静电力、重力、洛伦兹力的竖直分力和水平分力相互平衡 (2)粒子做直线运动,即粒子的运动方向不变速度大小可能增、减、也可能不变此时,一定是垂直于速度方向上的三个力的合力为零 (3)粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,显然,静电力竖直向上,重力和静电力二力平衡,粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,【例3】如图所示,水平向右的匀强电
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