《带电粒子在复合场中的运动》课件.ppt
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磁场专题三带电粒子在复合场中的运动
◆分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索：
⑴力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定 律并结合运动学规律求解。
⑵功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能 量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动 情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因 此要熟悉各种力做功的特点。
注意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。
3、特点：洛仑兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变速度的方 向，而不改变速度的大小，所以洛仑兹力不做功。
4、洛仑兹力与安培力的关系
洛仑兹力是安培力的微观表现，安培力是洛仑兹力的宏观体现
2005年12月2日
26
二、带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动
20
判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向
⑵大小
如B∥I则F=0
B与I的夹角
B⊥I
F=BIL
如B与I成任意角则把L投影 到与B垂直和平行的方向上
与B垂 直的为 F=BILsinθ 有效
L为在磁场中的有效长度
2005年12月2日
21
2、通电导线在安培力作用下运动的定性判断
2005年12月2日
22
计。导轨平面与水平面的夹角θ=30°，整
个装置放在磁感应强度B = 0.4T的匀强磁场 中，磁场方向竖直向上。电源的电动势E = 2V，内电阻r = 0.1Ω，试求变阻器取值是
多少时，可使金属棒静止在导轨上。
★如图所示，两根平行光滑轨道水平放置，
相互间隔d=0.1m，质量为m=3g的金属棒置 于轨道一端.匀强磁场B=0.1T，方向竖直向 下，轨道平面距地面高度h=0.8m，当接通 开关S时，金属棒由于受磁场力作用而被水 平抛出，落地点水平距离s=2m，求接通S瞬
第三课时带电粒子在复合场中的运动省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
第第1166页页
典例剖析
【例1】 如图所示,匀强磁场垂直纸面对里,有一足够长旳等
腰三角形绝缘滑槽,两侧斜槽与水平面夹角为α,在斜槽顶点
两侧各放一种质量相等､带等量负电荷旳小球A和B,两小球
与斜槽旳动摩擦因数相等,且μ< 止释放,下面说法正确旳是( )
ta将n两 小, 球同步由静
2
第第1177页页
A.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA=aB B.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA>aB C.两球沿斜槽都做变加速运动,且aA>aB D.两球沿斜槽旳最大位移关系是:sA=sB
第第2200页页
(1)洛伦兹力为零(即v与B平行),重力与电场力平衡,做匀速直 线运动;或重力与电场力旳合力恒定做匀变速运动.
(2)洛伦兹力F与速度v垂直,且与重力和电场力旳合力(或其中 一种力)平衡.做匀速直线运动.
第第2211页页
2.当带电粒子所受合外力充当向心力,带电粒子做匀速圆周运 动.因为一般情况下,重力和电场力为恒力,故不能充当向心 力,所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡,洛伦兹力 充当向心力.
典例剖析 【例2】 如图所示,在空间存在着水平方向旳匀强磁场和竖直
方向旳匀强电场,电场强度为E,磁感应强度为B.在某点由静 止释放一种带电液滴a,它运动到最低点处,恰与一种原来处 于静止旳液滴b相撞,相撞后两液滴合为一体,沿水平方向做 直线运动.已知液滴a质量是液滴b质量旳2倍,液滴a所带电 荷量是液滴b所带电荷量旳4倍.求两液滴旳初始位置之间 旳高度差h(设a、b之间旳静电力能够不计).
a mg FN g (qE qvB)
m
m
由上式知a随v旳增长而增长,即小球做加速度增长旳加速运动
. 当qvB=qE,即速度增大 v E 时,
典例剖析
【例1】 如图所示,匀强磁场垂直纸面对里,有一足够长旳等
腰三角形绝缘滑槽,两侧斜槽与水平面夹角为α,在斜槽顶点
两侧各放一种质量相等､带等量负电荷旳小球A和B,两小球
与斜槽旳动摩擦因数相等,且μ< 止释放,下面说法正确旳是( )
ta将n两 小, 球同步由静
2
第第1177页页
A.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA=aB B.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA>aB C.两球沿斜槽都做变加速运动,且aA>aB D.两球沿斜槽旳最大位移关系是:sA=sB
第第2200页页
(1)洛伦兹力为零(即v与B平行),重力与电场力平衡,做匀速直 线运动;或重力与电场力旳合力恒定做匀变速运动.
(2)洛伦兹力F与速度v垂直,且与重力和电场力旳合力(或其中 一种力)平衡.做匀速直线运动.
第第2211页页
2.当带电粒子所受合外力充当向心力,带电粒子做匀速圆周运 动.因为一般情况下,重力和电场力为恒力,故不能充当向心 力,所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡,洛伦兹力 充当向心力.
典例剖析 【例2】 如图所示,在空间存在着水平方向旳匀强磁场和竖直
方向旳匀强电场,电场强度为E,磁感应强度为B.在某点由静 止释放一种带电液滴a,它运动到最低点处,恰与一种原来处 于静止旳液滴b相撞,相撞后两液滴合为一体,沿水平方向做 直线运动.已知液滴a质量是液滴b质量旳2倍,液滴a所带电 荷量是液滴b所带电荷量旳4倍.求两液滴旳初始位置之间 旳高度差h(设a、b之间旳静电力能够不计).
a mg FN g (qE qvB)
m
m
由上式知a随v旳增长而增长,即小球做加速度增长旳加速运动
. 当qvB=qE,即速度增大 v E 时,
高三物理带电粒子在复合场中的运动(PPT)4-1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强 电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感 应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y 轴正 半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x 轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂 直于y轴射出磁场，如图8-3-7所示。不计粒子重力，求： (1)M、N两点间的电势差UMN； (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r； (3)粒子从M 点运动到P点的总时间t。
分布在青藏高原；华南兔分布在中国华南及台湾，邻国朝鲜也有分布；东北兔在中国小兴安岭及长白山地区有分布，塔里木兔分布在新疆的塔里木河流域塔 里木盆地边和和田、叶城、莎车、巴楚、克拉玛依。 [] 常见疾病 红尿和尿血 一般情况下只是因为食物的关系，比如胡萝卜，波菜或是其他含有贝他胡萝卜 素的蔬菜，但也可能是服用抗生素造成的，只要精神、吃喝正常，不是持续性的就没事。 [] 尿钙 营养过剩的一种表现，通常就是尿液很粘稠，有白色沉淀 或者发淡黄色。 尿钙基本上都是食物造成的，兔粮，苜蓿草吃多了都可能这样。一般来说未成年的兔子尿钙不要紧，成年的再尿钙就要注意了，可能造成尿 路结石。所以成年的兔子不给苜蓿草，少给兔粮，多吃提摩西才是王道。 [] 软便 突然换粮，天气骤降，惊吓，食物不对，营养过剩都可能造成软便。这时 候你需要断粮，保暖，只给提摩西和水。可以给两片乳酶生或者一片乳酸菌帮助调理肠胃。 [] 拉稀 着凉，吃坏肚子，拉稀便秘交替发生可能是球虫的先兆， 无端的拉稀最好带去医院做便检。如果只是单纯的拉稀，断粮只给提摩西和水。给兔
兔。另外，兔子根据耳朵来分可以分为硬耳兔和软耳兔；根据被毛来分，还可以分为长毛兔和短毛兔。其实，所有品种的兔子，只要你有兴趣和精力，都可 以做为宠物来饲养。国内宠物店销售的大部分是荷兰兔、荷兰垂耳兔、安哥拉兔和中国白兔等几个品种。 [] 种群分布 兔可成群生活，但野兔一般独居。中 国仅有种兔属种类，其中草兔分布欧、亚、非三洲，中国除华南和青藏高原外，广泛分布；雪兔冬毛变白，分布在中国新疆、内蒙古和黑龙江北部；高原兔
1
在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强 电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感 应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y 轴正 半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x 轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂 直于y轴射出磁场，如图8-3-7所示。不计粒子重力，求： (1)M、N两点间的电势差UMN； (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r； (3)粒子从M 点运动到P点的总时间t。
分布在青藏高原；华南兔分布在中国华南及台湾，邻国朝鲜也有分布；东北兔在中国小兴安岭及长白山地区有分布，塔里木兔分布在新疆的塔里木河流域塔 里木盆地边和和田、叶城、莎车、巴楚、克拉玛依。 [] 常见疾病 红尿和尿血 一般情况下只是因为食物的关系，比如胡萝卜，波菜或是其他含有贝他胡萝卜 素的蔬菜，但也可能是服用抗生素造成的，只要精神、吃喝正常，不是持续性的就没事。 [] 尿钙 营养过剩的一种表现，通常就是尿液很粘稠，有白色沉淀 或者发淡黄色。 尿钙基本上都是食物造成的，兔粮，苜蓿草吃多了都可能这样。一般来说未成年的兔子尿钙不要紧，成年的再尿钙就要注意了，可能造成尿 路结石。所以成年的兔子不给苜蓿草，少给兔粮，多吃提摩西才是王道。 [] 软便 突然换粮，天气骤降，惊吓，食物不对，营养过剩都可能造成软便。这时 候你需要断粮，保暖，只给提摩西和水。可以给两片乳酶生或者一片乳酸菌帮助调理肠胃。 [] 拉稀 着凉，吃坏肚子，拉稀便秘交替发生可能是球虫的先兆， 无端的拉稀最好带去医院做便检。如果只是单纯的拉稀，断粮只给提摩西和水。给兔
兔。另外，兔子根据耳朵来分可以分为硬耳兔和软耳兔；根据被毛来分，还可以分为长毛兔和短毛兔。其实，所有品种的兔子，只要你有兴趣和精力，都可 以做为宠物来饲养。国内宠物店销售的大部分是荷兰兔、荷兰垂耳兔、安哥拉兔和中国白兔等几个品种。 [] 种群分布 兔可成群生活，但野兔一般独居。中 国仅有种兔属种类，其中草兔分布欧、亚、非三洲，中国除华南和青藏高原外，广泛分布；雪兔冬毛变白，分布在中国新疆、内蒙古和黑龙江北部；高原兔
专题五 第2课时 带电粒子在复合场中的运动[可修改版ppt]
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不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒所带电荷对板间电场的
影响及空气阻力，重力加速度 g＝10 m/s2.求：
热点题型例析
热点题型例析
为匀速运动后从 y 轴上的 D 点进入电磁场区域做匀速圆周运 动，经14圆周离开电磁场区域，沿 y 轴负方向运动，然后从 x
轴上的 K 点进入第四象限．小球 P、Q 相遇在第四象限的某一
本 点，且竖直方向速度相同．设运动过程中小球 P 电量不变，小
课 时
球 P 和 Q 始终在纸面内运动且均看作质点，重力加速度为 g.
B2qv＝mvR2
④
目
开 设小球Q与小球P在第四象限相遇点的坐标为x、y，有
关
x＝R，y≤0
⑤
小球Q运动到相遇点所需时间为t0，水平方向位移为s，竖直 方向位移为d，有
热点题型例析
s＝v0t0
⑥
d＝12gt0 2
⑦
本 由题意得
课 时
x＝s－l，y＝h－d
⑧
栏 目
由题意可知 v0＞0，联立③④⑤⑥⑦⑧式得
开
关 板平行于 x 轴且与 x 轴相距 h.在第一象限内的某区域存在方
向相互垂直的匀强磁场(磁感应强度大小为 B2、方向垂直于
纸面向外)和匀强电场(图中未画出)．一质量为 m、不带电的
小球 Q 从平板下侧 A 点沿 x 轴正向抛出；另一质量也为 m、
带电量为 q 的小球 P 从 A 点紧贴平板沿 x 轴正向运动，变
vy＝gt
⑫
热点题型例析
yQ＝12gt2
⑬
联立③④⑩⑪⑫⑬式得
本 B1＝12B2＝0.5B2
课 时 栏
答案
mg (1) q
P 球带正电
高三物理带电粒子在复合场中的运动省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
【答案】g-μqE/m mg/(μqB)-E/B
【解析】这类问题必须用牛顿第二定律求解。小球受力
情况如图8-3-9所表示，由牛顿第二定律得
竖直方向mg-F=ma 水平方向FN=qE+qvB 且f=μFN 解得a=[mg-μ(qE+qvB)]/m
图8-3-8
显然当v=0时，加速度最大，
am=[mg-μqE]/m=g-μqE/m 当a=0时，速度最大，
④
联立②③④式，得
θ=30°
⑤
图8-3-6
因为M、O、Q点在圆周上，∠MOQ=90°，所以MQ为直径。从图8-3-6中几何关系可知，
R= l
⑥
MO=6l
⑦
(2)设粒子在磁场中运动速度为v，从Q点到M点运动时间为t2，则有
v=v0/cosθ
⑧
t2=πR/v
⑨
带电粒子自P点出发到M点所用时间t为
t=t1+t2
关键点一 带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转比较
分类 项目
匀强电场中偏转
匀强磁场中偏转
偏转 产生条件 带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场 带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场
受力特征 F=qE(恒力) 运动性质 匀变速曲线运动
F=qv0B(变力) 匀速圆周运动
轨迹 抛物线ຫໍສະໝຸດ 圆或圆弧处理方法 运动合成与分解
图8-3-10
大；沿z轴正方向电势降低
C.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势
升高
D.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势
降低
第7页
； / 高仿包包
正在和壹位大人在谈公事，稍晚壹些才能过去。”因为得咯秦顺儿の回话，众人知道王爷还在办公事，这是天大の理由，于是只好无可奈何地 继续等候。当王爷壹身整齐地出现在宴席上后，壹屋子の人都投射出不满、愤恨の目光。自知理亏の他，随手抄起壹各奴才盘子中摆放の酒杯， 从世子爷到各位文官武将再到各位皇子弟兄，壹壹举杯赔罪罚酒：“抱歉，本王来晚壹步，令各位久等，理应受罚。”说完不待众人表态，他 直接壹饮而尽。对于王爷の迟到，作为东道主の世子爷自是最为不满。可是壹来王爷这各人他得罪不起，二来已经主动赔罪罚酒，堵住咯他の 嘴，于是世子爷只好强忍着心中の不快，口是心非、强颜欢笑地答道：“王爷何出此言，公务要紧，这也是身不由已，您能抽出时间大驾光临， 真是荣幸之至，哪里还能罚您酒呢？”世子爷原来是想卖王爷壹各人情，不过八小格好不轻易逮住咯这各千载难逢の“酒后吐真言”好机会， 平时想寻找他四哥の破绽の都是难上加难，现在有这么好の天赐良机，怎么能够轻易放过？所以世子爷の话音刚壹落下，他就率先起身：“四 哥，八弟这杯酒可不是罚酒，而是借世子爷の这块宝地，真心真意地敬您壹杯！”八小格率先打响咯进攻の第壹枪，拉开咯围攻の序幕，众人 原本就心存不满，此时有八小格の带头，更是放心大胆、壹轰而上，纷纷起身，向王爷频频敬酒。秦顺儿眼看着自家爷身陷泥潭，左壹杯右壹 杯地赔酒谢罪，简直就像是在剜他の心壹般难受：爷这壹身の伤，最怕の就是活血，再这么壹杯壹杯不停地喝下去，还不要咯爷の命咯？心急 如焚の秦顺儿恨不能要给各位爷跪下咯：求求各位爷，高抬贵手，留我家爷壹条活命吧。第壹卷 第308章 窗子第二天，就传来咯圣驾定于九 月二十，也就八天之后返京の消息。消息刚壹传来，众人马上进入咯担心而忙碌の返程收拾准备工作中。水清和吟雪自然要帮助德妃娘娘，而 她们自己の收拾工作则大部分都由玉盈承接咯下来。圣驾回京前有壹系列の善后事项以及告别宴会，所以王爷几乎天天都有不一样の应酬，甚 至有时会发生冲突，有时候不得已需要壹天赶两各场，所以直到启程那天，他都没有机会再见到玉盈，即使他们住在同壹各营区，即使他们只 是前后帐子之隔。坐在回京の马车上，玉盈壹日壹日愈发地缄默起来。水清则终于不用整日地去德妃那里忙前忙后，除咯晚膳时分例行公事地 前往伺候以外。所以出发之后の前几天，不论是白天还是黑夜，马车中の水清几乎全部用来咯睡觉，简直就是睡咯壹各天昏地暗！ 好不轻易 过咯五、六天，水清の睡眠总算是补回来壹些，身体也舒适咯许多。有咯精神、有咯时间，她就开始闲不住，就开始想要跟姐姐玩玩闹闹。可 是令她诧异の是，玉盈姐姐总是躲着她，不但总是低着头做针线，连看也不看她壹眼，就是闲聊，姐姐也极少接话，弄得她就像是在唱独脚 戏！“姐姐，您这是怎么咯？生病咯吗？”“没有，没有，这不是好好の。”“那是凝儿惹您生气咯？”“没有，你别瞎想咯。”“那姐姐怎 么不理凝儿咯呢？”“怎么会呢！这世上姐姐谁都不理，也要理凝儿の！”“那咱们对对联吧！”“又来看姐姐の笑话咯！明知道姐姐对不上 来，偏是哪壶不开提哪壶！”“那咱们唱歌吧。”“你呀，想唱就唱呗，谁拦着你咯？”“凝儿要跟姐姐壹起唱呀！”“姐姐不会唱。”“谁 说の，以前姐姐不是跟凝儿壹起唱过好多好多好听の歌儿嘛！对咯，龙船调，姐姐唱得最好听咯！”“那是以前，现在姐姐全忘记咯。”玉盈 哪里还敢看凝儿の眼睛？她怕凝儿那双天真无邪の眼睛直接就看清她の罪恶！她对不起凝儿！那各吻，是他与她之间唯壹の壹各吻，却是她永 生都不会忘却の壹各吻。为咯这各吻，她能够为他贡献出她の壹切，即使是生命也在所不惜！她の心，只为他壹人而生，她の身，也只为他壹 人而死。她明白无误地告诉他，她の心，留在他这里，不过，她不会嫁给她，因为她谁也不会嫁，包含他。即使她说得如此绝决，其实在她の 心中，她还是为他留咯壹扇窗，不过她并没有告诉他，还有壹扇窗在为他而等候。这扇窗就是，凝儿只要有壹天是他の侧福晋，她就决不会嫁 给他。不过，假如……这各假如，她永远也不会告诉任何人，只当是上天の安排吧，不论上天怎么安排，她都心甘情愿地接收，她认命！而他 哪里知道还有这么壹扇窗の存在？他只知道，她将他们全部の路，全都堵得死死の。第壹卷 第309章 伤透返程の路上，王爷有の时候需要陪 同圣驾左右，有の时候需要负责照看整各队伍，有の时候需要应酬，但也有の时候，他没有任何事情可做，既不需要轮值也不需要应酬。每当 他无事可做の时候，他都会弃马坐车，因为他谁也不想见，谁也不想应付，他只想躲在马车这各避世の平静世界里，静静地想壹想，想壹想他 们の未来。“玉盈谁也不嫁”这简简单单の六各字，就这么无情地将他从甜蜜初吻の天堂打进咯万劫不得の地狱！壹年前，他派出の太监早就 探得咯她向年夫人发下の“谁也不嫁”の誓言。当初听到这各消息の时候，他欣喜异常，万分激动，他终于知道咯她心中所想，她心中所思， 她心中有他，为咯他，她谁也不嫁。可是，当他亲耳听到她决绝地说出“玉盈不会嫁给您”の时候，他震惊咯，莫非他理会错咯她の意思？再 当他听到她坚定地说着“玉盈谁也不嫁”の时候，他终于明
高考物理复习第9章磁场第4节带电粒子在复合场中的运动材料市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
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3．(多选)在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场 E 和垂
直纸面向里的匀强磁场 B，且两者正交．有两个带电油滴，都能
在竖直平面内做匀速圆周运动，如右图所示，则两油滴一定相同
的是( )
A．带电性质
B．运动周期
C．运动半径
D．运动速率
10/52
解析：选 AB.油滴受重力、电场力、洛伦兹力做匀速圆周运 动．由受力特点及运动特点知，得 mg＝qE，结合电场方向知油滴 一定带负电且两油滴比荷mq ＝Eg相等．洛伦兹力提供向心力，有周 期 T＝2qπBm，所以两油滴周期相等，故选 A、B.由 r＝mqBv知，速度 v 越大，半径则越大，故不选 C、D.
26/52
要使粒子不进入第Ⅲ象限，如图所示，此时粒子做匀速圆周 运动的轨道半径为 R，由几何关系得：
R＋ 22R≤y 在磁场中由牛顿第二定律得 qvB＝mvR2 联立解得 B≥(2 2＋2)×10－2T 答案 (1)0.4 m (2)B≥(2 2＋2)×10－2T
27/52
考向 2：先磁场后电场 对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况： (1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反． (2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直．(如图甲、乙所 示)
13/52
考点一 带电粒子在组合场中的运动 1．是否考虑粒子重力的三种情况 (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般 情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些宏观 物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力．
14/52
(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况比较正 规，也比较简单．
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
3．(多选)在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场 E 和垂
直纸面向里的匀强磁场 B，且两者正交．有两个带电油滴，都能
在竖直平面内做匀速圆周运动，如右图所示，则两油滴一定相同
的是( )
A．带电性质
B．运动周期
C．运动半径
D．运动速率
10/52
解析：选 AB.油滴受重力、电场力、洛伦兹力做匀速圆周运 动．由受力特点及运动特点知，得 mg＝qE，结合电场方向知油滴 一定带负电且两油滴比荷mq ＝Eg相等．洛伦兹力提供向心力，有周 期 T＝2qπBm，所以两油滴周期相等，故选 A、B.由 r＝mqBv知，速度 v 越大，半径则越大，故不选 C、D.
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要使粒子不进入第Ⅲ象限，如图所示，此时粒子做匀速圆周 运动的轨道半径为 R，由几何关系得：
R＋ 22R≤y 在磁场中由牛顿第二定律得 qvB＝mvR2 联立解得 B≥(2 2＋2)×10－2T 答案 (1)0.4 m (2)B≥(2 2＋2)×10－2T
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考向 2：先磁场后电场 对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况： (1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反． (2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直．(如图甲、乙所 示)
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考点一 带电粒子在组合场中的运动 1．是否考虑粒子重力的三种情况 (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般 情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些宏观 物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力．
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(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况比较正 规，也比较简单．
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
高三物理公开课—带电粒子在复合场中的运动PPT课件
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(1)粒子在盒内做何种运动？ (2)粒子在两盒间狭缝内做何种运动？ (3)所加交变电压频率为多大？粒子运动角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，求加速到 上述能量所需的时间．
第12页/共16页
小试身手
4.(16分)如图12甲是质谱仪的工作原理示意图．设法使某有机化合物的气 态分子导入图中的A容器，使它受到电子束轰击，失去一个电子成为正一价 的离子．离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不 计)，加速后再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是 一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应 强度为B.离子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点(图中未画出)，测 得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计．试求：
(1)该粒子的荷质比(q/m)．
(2)若偏转磁场为半径为
3 3
d的圆形区域，且与MN相切于G点，如图乙所
示，其它条件不变．仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场，最
终仍然到达照相底片上的H点，则磁感应强度 B '的比值为多少？
B
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方法指导： 用动力学的观点
和能量的观点解题
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复合场是指电场、磁场 和重力场并存，或其中 某两场并存，或分区域 存在．
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近五年高考试题全国卷试题统计： 2007年卷Ⅰ.25题.22分 2007年卷Ⅱ.25题.20分 2008年卷Ⅰ.25题.22分 2009年卷Ⅰ.26题.21分（考多解问题） 2009年卷Ⅱ.25题.18分 2010年卷Ⅰ.26题.21分（考临界值问题） 2010年卷Ⅱ.26题.21分
高考物理总复习第九章磁场第三节带电粒子在复合场中的运动市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
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3．回旋加速器 (1)组成： 如图所示，两个 D 形盒(静电屏蔽作用)， 大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝 间可形成电场． (2)作用：__电__场___用来对粒子(质子、α 粒子等)加速，___磁__场___用来使粒子回 旋从而能反复加速．
8/76
(3)加速原理
①回旋加速器中所加交变电压的频率 f 与带电粒子做匀速圆 周运动的频率相等，f＝T1＝_2_qπ_Bm_____；
36/76
和电子定向移动速度 v 之间的关系为 I＝neSv.实验中导体 板尺寸、电流 I 和磁感应强度 B 保持不变，下列说法正确的 是( ) A．导体内自由电子只受洛伦兹力作用 B．UH 存在于导体的 Z1、Z2 两面之间 C．单位体积内的自由电子数 n 越大，UH 越小 D．通过测量 UH，可用 R＝UI 求得导体 X1、X2 两面间的电 阻
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A．金属板 M 上聚集负电荷，金属板 N 上聚集正电荷 B．该发电机的电动势为 100 V C．离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为 103 m/s D．每秒钟有 6.25×1018 个离子打在金属板 N 上
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解析：选 BD.由左手定则可知，射入的等离子体中正离子将 向金属板 M 偏转，负离子将向金属板 N 偏转，选项 A 错误； 由于不考虑发电机的内阻，由闭合电路欧姆定律可知，电源 的电动势等于电源的路端电压，所以 E＝U＝ PR＝100 V， 选项 B 正确；由 Bqv＝qUd 可得 v＝BUd＝100 m/s，选项 C 错 误；每秒钟经过灯泡 L 的电荷量 Q＝It，而 I＝ RP＝1 A，
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所以 Q＝1 C，由于离子为一价离子，所以每秒钟打在金属 板 N 上的离子个数为 n＝Qe ＝1.6×110－19＝6.25×1018(个)， 选项 D 正确．
3．回旋加速器 (1)组成： 如图所示，两个 D 形盒(静电屏蔽作用)， 大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝 间可形成电场． (2)作用：__电__场___用来对粒子(质子、α 粒子等)加速，___磁__场___用来使粒子回 旋从而能反复加速．
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(3)加速原理
①回旋加速器中所加交变电压的频率 f 与带电粒子做匀速圆 周运动的频率相等，f＝T1＝_2_qπ_Bm_____；
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和电子定向移动速度 v 之间的关系为 I＝neSv.实验中导体 板尺寸、电流 I 和磁感应强度 B 保持不变，下列说法正确的 是( ) A．导体内自由电子只受洛伦兹力作用 B．UH 存在于导体的 Z1、Z2 两面之间 C．单位体积内的自由电子数 n 越大，UH 越小 D．通过测量 UH，可用 R＝UI 求得导体 X1、X2 两面间的电 阻
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A．金属板 M 上聚集负电荷，金属板 N 上聚集正电荷 B．该发电机的电动势为 100 V C．离子从左侧喷射入磁场的初速度大小为 103 m/s D．每秒钟有 6.25×1018 个离子打在金属板 N 上
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解析：选 BD.由左手定则可知，射入的等离子体中正离子将 向金属板 M 偏转，负离子将向金属板 N 偏转，选项 A 错误； 由于不考虑发电机的内阻，由闭合电路欧姆定律可知，电源 的电动势等于电源的路端电压，所以 E＝U＝ PR＝100 V， 选项 B 正确；由 Bqv＝qUd 可得 v＝BUd＝100 m/s，选项 C 错 误；每秒钟经过灯泡 L 的电荷量 Q＝It，而 I＝ RP＝1 A，
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所以 Q＝1 C，由于离子为一价离子，所以每秒钟打在金属 板 N 上的离子个数为 n＝Qe ＝1.6×110－19＝6.25×1018(个)， 选项 D 正确．
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带电粒子 在复合场中的运动
带电粒子在复合场中的运动
复习精要 带电粒子在复合场中的运动 07年1月山东潍坊市期末统考7 07年1月海淀区期末练习15 07届南京市第一次调研测试 8
07届南京市综合检测(一) 15
07年广东普宁市华侨中学三模卷5 07年苏锡常镇四市二模17 07年江苏省扬州市一模6 2007年理综全国卷Ⅱ19 2007年理综全国卷Ⅱ25
（1）P点到原点O的距离；
y
（2）带电微粒由原点O运
动到P点的时间．
O
BE x
P
解:微粒运动到O点之前受到重力、电场力和洛仑兹力作 用，在这段时间内微粒做匀速直线运动，说明三力合力Biblioteka 为零．由此可得（ BCD ）
A．水平向东
B．水平向西
C．竖直向上
D．竖直向下
07年1月海淀区期末练习15
15．如图所示，两块带电金属板a、b水平正对放置， 在板间形成匀强电场，电场方向竖直向上。板间同
时存在与电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只
存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速
度vo从两板的左端中央，沿垂直于电场、磁场的方 向射入场中，无偏转的通过场区。
b. 匀速圆周运动。
自由的带电粒子在复合场中作匀速圆周运动时，必定 满足电场力和重力平衡，则当粒子速度方向与磁场方 向垂直时，洛仑兹力提供向心力，使带电粒子作匀速 圆周运动。
c. 较复杂的曲线运动。
在复合场中，若带电粒子所受合外力不断变化且与 粒子速度不在一直线上时，带电粒子作非匀变速曲 线运动。此类问题，通常用能量观点分析解决，带 电粒子在复合场中若有轨道约束，或匀强电场或匀 速磁场随时间发生周期性变化等原因，使粒子的运 动更复杂，则应视具体情况进行分析。
运动时间
t l v
所以电子离开电场时偏转的距离
y
1 at 2 2
eUl 2 2m dv02
1.1102m
（3）由于电子在电场中偏转的过程，电场力对电子
做正功，根据动能定理可知，电子动能的增量
Ek eUy / d 8.8 1018 J
题目
07届南京市第一次调研测试 8
8．如图为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放
当带电微粒的速度垂直于磁场时，一定做匀速运动。
⑶与力学紧密结合的综合题，要认真分析受力情况和 运动情况（包括速度和加速度）。必要时加以讨论。
4. 带电粒子在重力场、匀强电场、匀强磁场的复合场 中的运动的基本模型有：
a. 匀速直线运动。
自由的带点粒子在复合场中作的直线运动通常都是匀 速直线运动，除非粒子沿磁场方向飞入不受洛仑兹力 作用。因为重力、电场力均为恒力，若两者的合力不 能与洛仑兹力平衡，则带点粒子速度的大小和方向将 会改变，不能维持直线运动了。
复习精要
1.带电粒子在电场、磁场和重力场等共存的复合场中 的运动，其受力情况和运动图景都比较复杂，但其本 质是力学问题，应按力学的基本思路，运用力学的基 本规律研究和解决此类问题。
2.分析带电粒子在复合场中的受力时，要注意各力 的特点。如带电粒子无论运动与否，在重力场中所受 重力及在匀强电场中所受的电场力均为恒力，它们的 做功只与始末位置在重力场中的高度差或在电场中的 电势差有关，而与运动路径无关。而带电粒子在磁场 中只有运动 (且速度不与磁场平行)时才会受到洛仑兹 力, 力的大小随速度大小而变, 方向始终与速度垂直, 故洛仑兹力对运动电荷不做功.
3.带电粒子在复合场中的运动
带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的 运动（电场、磁场均为匀强场）
⑴带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动: 必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力.
⑵带电微粒在三个场共同作用下做直线运动: 重力和电场力是恒力，它们的合力也是恒力。
当带电微粒的速度平行于磁场时，不受洛伦兹力，因 此可能做匀速运动也可能做匀变速运动；
B．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里
C．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外
D．使a板电势低于b板，磁场方向
a
垂直纸面向里
O
O'
b
07届南京市综合检测(一) 15
15．如图所示，坐标系xOy位于竖直平面内，在该区域 内有场强E=12N/C、方向沿x轴正方向的匀强电场和磁 感应强度大小为B=2T、沿水平方向且垂直于xOy平面 指向 纸里 的匀 强磁 场 ．一 个 质量 m=4×10-5kg，电量 q=2.5×10-5C带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直线 运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带 电微粒运动到了x轴上的P点．取g＝10 m/s2，求：
已知板长l=10.0cm，两板间距d=3.0cm，两板间电
势差U=150V，v0=2.0×10-7m/s。电子所带电荷量与 其 质 量 之 比 e/m=1.76×1011C/kg ， 电 子 电 荷 量
e=1.60×10-19C，不计电子所受 b
重力和电子之间的相互作用力。
e a
v0
d
l
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若撤去磁场，求电子离开电场时偏离入射方 向的距离y ；
（3）若撤去磁场，求电子穿过电场的整个过程中
动能的增加量△Ek。
解: （1）电子进入正交的电、磁场不发生偏转， 受力平衡，即
所以
e voB eU / d B U 2.5 104 T
vod
（2）电子在电场中运动的加速度大小 a eU md
5.正确分析带电粒子在复合场中的受力并判断其运动 的性质及轨迹是解题的关键，在分析其受力及描述 其轨迹时，要有较强的空间想象能力并善于把空间 图形转化为最佳平面视图。当带电粒子在电磁场中 作多过程运动时,关键是掌握基本运动的特点和寻找 过程的边界条件.
07年1月山东潍坊市期末统考7
7．空间处有竖直向下的匀强电场，水平向北的匀 强磁场，若在该空间有一电子沿直线运动。不计 电子重力，则该电子的运动方向不可能的是
置的两块平行金属板，一束具有各种不同速率的电子
沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具 有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿
垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够 沿水平直线OO'运动，由O'射出（不计重力作用）。 可以达到上述要求的方法有 （B C ）
A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外
带电粒子在复合场中的运动
复习精要 带电粒子在复合场中的运动 07年1月山东潍坊市期末统考7 07年1月海淀区期末练习15 07届南京市第一次调研测试 8
07届南京市综合检测(一) 15
07年广东普宁市华侨中学三模卷5 07年苏锡常镇四市二模17 07年江苏省扬州市一模6 2007年理综全国卷Ⅱ19 2007年理综全国卷Ⅱ25
（1）P点到原点O的距离；
y
（2）带电微粒由原点O运
动到P点的时间．
O
BE x
P
解:微粒运动到O点之前受到重力、电场力和洛仑兹力作 用，在这段时间内微粒做匀速直线运动，说明三力合力Biblioteka 为零．由此可得（ BCD ）
A．水平向东
B．水平向西
C．竖直向上
D．竖直向下
07年1月海淀区期末练习15
15．如图所示，两块带电金属板a、b水平正对放置， 在板间形成匀强电场，电场方向竖直向上。板间同
时存在与电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只
存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速
度vo从两板的左端中央，沿垂直于电场、磁场的方 向射入场中，无偏转的通过场区。
b. 匀速圆周运动。
自由的带电粒子在复合场中作匀速圆周运动时，必定 满足电场力和重力平衡，则当粒子速度方向与磁场方 向垂直时，洛仑兹力提供向心力，使带电粒子作匀速 圆周运动。
c. 较复杂的曲线运动。
在复合场中，若带电粒子所受合外力不断变化且与 粒子速度不在一直线上时，带电粒子作非匀变速曲 线运动。此类问题，通常用能量观点分析解决，带 电粒子在复合场中若有轨道约束，或匀强电场或匀 速磁场随时间发生周期性变化等原因，使粒子的运 动更复杂，则应视具体情况进行分析。
运动时间
t l v
所以电子离开电场时偏转的距离
y
1 at 2 2
eUl 2 2m dv02
1.1102m
（3）由于电子在电场中偏转的过程，电场力对电子
做正功，根据动能定理可知，电子动能的增量
Ek eUy / d 8.8 1018 J
题目
07届南京市第一次调研测试 8
8．如图为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放
当带电微粒的速度垂直于磁场时，一定做匀速运动。
⑶与力学紧密结合的综合题，要认真分析受力情况和 运动情况（包括速度和加速度）。必要时加以讨论。
4. 带电粒子在重力场、匀强电场、匀强磁场的复合场 中的运动的基本模型有：
a. 匀速直线运动。
自由的带点粒子在复合场中作的直线运动通常都是匀 速直线运动，除非粒子沿磁场方向飞入不受洛仑兹力 作用。因为重力、电场力均为恒力，若两者的合力不 能与洛仑兹力平衡，则带点粒子速度的大小和方向将 会改变，不能维持直线运动了。
复习精要
1.带电粒子在电场、磁场和重力场等共存的复合场中 的运动，其受力情况和运动图景都比较复杂，但其本 质是力学问题，应按力学的基本思路，运用力学的基 本规律研究和解决此类问题。
2.分析带电粒子在复合场中的受力时，要注意各力 的特点。如带电粒子无论运动与否，在重力场中所受 重力及在匀强电场中所受的电场力均为恒力，它们的 做功只与始末位置在重力场中的高度差或在电场中的 电势差有关，而与运动路径无关。而带电粒子在磁场 中只有运动 (且速度不与磁场平行)时才会受到洛仑兹 力, 力的大小随速度大小而变, 方向始终与速度垂直, 故洛仑兹力对运动电荷不做功.
3.带电粒子在复合场中的运动
带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的 运动（电场、磁场均为匀强场）
⑴带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动: 必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力.
⑵带电微粒在三个场共同作用下做直线运动: 重力和电场力是恒力，它们的合力也是恒力。
当带电微粒的速度平行于磁场时，不受洛伦兹力，因 此可能做匀速运动也可能做匀变速运动；
B．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里
C．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外
D．使a板电势低于b板，磁场方向
a
垂直纸面向里
O
O'
b
07届南京市综合检测(一) 15
15．如图所示，坐标系xOy位于竖直平面内，在该区域 内有场强E=12N/C、方向沿x轴正方向的匀强电场和磁 感应强度大小为B=2T、沿水平方向且垂直于xOy平面 指向 纸里 的匀 强磁 场 ．一 个 质量 m=4×10-5kg，电量 q=2.5×10-5C带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直线 运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带 电微粒运动到了x轴上的P点．取g＝10 m/s2，求：
已知板长l=10.0cm，两板间距d=3.0cm，两板间电
势差U=150V，v0=2.0×10-7m/s。电子所带电荷量与 其 质 量 之 比 e/m=1.76×1011C/kg ， 电 子 电 荷 量
e=1.60×10-19C，不计电子所受 b
重力和电子之间的相互作用力。
e a
v0
d
l
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若撤去磁场，求电子离开电场时偏离入射方 向的距离y ；
（3）若撤去磁场，求电子穿过电场的整个过程中
动能的增加量△Ek。
解: （1）电子进入正交的电、磁场不发生偏转， 受力平衡，即
所以
e voB eU / d B U 2.5 104 T
vod
（2）电子在电场中运动的加速度大小 a eU md
5.正确分析带电粒子在复合场中的受力并判断其运动 的性质及轨迹是解题的关键，在分析其受力及描述 其轨迹时，要有较强的空间想象能力并善于把空间 图形转化为最佳平面视图。当带电粒子在电磁场中 作多过程运动时,关键是掌握基本运动的特点和寻找 过程的边界条件.
07年1月山东潍坊市期末统考7
7．空间处有竖直向下的匀强电场，水平向北的匀 强磁场，若在该空间有一电子沿直线运动。不计 电子重力，则该电子的运动方向不可能的是
置的两块平行金属板，一束具有各种不同速率的电子
沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具 有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿
垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够 沿水平直线OO'运动，由O'射出（不计重力作用）。 可以达到上述要求的方法有 （B C ）
A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外