高中物理復(fù)習(xí)題磁場-_圖文ppt課件

1、 高中物理專題復(fù)習(xí)課件高中物理專題復(fù)習(xí)課件重點難點詮釋重點難點詮釋 跟蹤練習(xí)1 以下圖為一種利用電磁原理制造的充氣泵的構(gòu)造表示圖，其任務(wù)原理類似打點計時器.當(dāng)電流從電磁鐵的接線柱a流入，吸引小磁鐵向下運動時，以上選項中正確的選項是( ) 答案 D 解析 當(dāng)電流從a端流向電磁鐵時，根據(jù)安培定那么，可判別電磁鐵的上端為S極，此時能吸引小磁鐵向下運動，故闡明小磁鐵的下端為N極，D選項正確. A.電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為N極 B.電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為S極 C.電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為S極 D.電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為N極 跟蹤練習(xí)2 三根平行長直導(dǎo)線，分別垂

2、直地經(jīng)過一等腰直角三角形的三個頂點，如下圖.如今使每條通電導(dǎo)線在斜邊中點處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，那么該處實踐磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何？ 解析 根據(jù)安培定那么，I1和I3在O點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向一樣，I2在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與它們垂直，如以下圖甲所示.按以下圖乙將三個磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)展矢量合成，可知O點處實踐磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 ,方向是在三角形所在的平面內(nèi)與斜邊的夾角=arctan 2. BBBB5)2(220答案 在三角形所在的平面與斜邊的夾角為arctan 2 B5重點難點詮釋重點難點詮釋典型例題分析典型例題分析 解析 接通電源后，直導(dǎo)線、螺線管、電磁鐵等都將產(chǎn)生磁場，運用安培

3、定那么逐一進(jìn)展判別.為了便于判別所標(biāo)出的小磁針N極的指向能否正確，先根據(jù)安培定那么畫出有關(guān)磁場中經(jīng)過小磁針的磁感線及 例2 如下圖，直導(dǎo)線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，它們的磁場互不影響，當(dāng)開關(guān)S閉合穩(wěn)定后，那么圖中小磁針的北極N(黑色的一端)指示出磁場方向正確的選項是( ) A.a B.b C.c D.d 典型例題分析典型例題分析其方向，如下圖.根據(jù)安培定那么，對于通電直導(dǎo)線AB確實定，磁感線是以導(dǎo)線AB上各點為圓心的同心圓，且都在跟導(dǎo)線垂直的平面上，其方向是逆時針方向，顯然磁針a標(biāo)示不對.通電螺線管C內(nèi)部的磁感線是由左指向右，外部的磁感線是由右向左，故b所示正確、c所示不對.對電磁

4、鐵D(與蹄形磁鐵類似)，由安培定那么可知，電磁鐵的左端為N極，右端為S極，可見小磁針d標(biāo)示正確.由于答案為B、D. 答案 BD【例與練】如圖【例與練】如圖 所示，兩個同心放置的金屬圓環(huán)，所示，兩個同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直，經(jīng)過兩圓環(huán)的條形磁鐵穿過圓心且與兩環(huán)平面垂直，經(jīng)過兩圓環(huán)的磁通量磁通量a、 b 的關(guān)系為的關(guān)系為( )AabBa bCa bD不能確定不能確定A【例與練】有一小段通電導(dǎo)線，長為【例與練】有一小段通電導(dǎo)線，長為1 cm，電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度5 A，把它置于磁場中，遭到的磁場力為，把它置于磁場中，遭到的磁場力為0.1 N，那么，那么該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度該處的

5、磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是一定是( )A.B=2T B.B2 TC.B2T D.以上情況均能夠以上情況均能夠C【例與練】在等邊三角形的三個頂點【例與練】在等邊三角形的三個頂點a、b、c處，各處，各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖。過的恒定電流，方向如圖。過c點的導(dǎo)線所受安培力的點的導(dǎo)線所受安培力的方向方向( )A.與與ab邊平行，豎直向上邊平行，豎直向上B.與與ab邊平行，豎直向下邊平行，豎直向下C.與與ab邊垂直，指向左邊邊垂直，指向左邊D.與與ab邊垂直，指向右邊邊垂直，指向右邊C重點難點詮釋重點難點詮釋 跟蹤練習(xí)1

6、如下圖，程度放置的平行金屬導(dǎo)軌相距為d，導(dǎo)軌一端與電源相連，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如下圖.長為l的金屬棒答案 解析 ab靜止在導(dǎo)軌上，棒與平行導(dǎo)軌成60夾角，此時，經(jīng)過金屬棒的電流為I，那么金屬棒所受的安培力大小為 .33260sinBIddBIBILFBId332典型例題分析典型例題分析 解析 ac、bc兩邊所受安培力分別為Fac、Fbc，其合力為F，如下圖. abccFacF 方向沿ac方向，而ba邊所受安培力與F等大反向，故abc所受安培力的合力為零，選項D正確. 例2 如右圖所示，通電閉合直角三角形線框abc處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，電流方向如下圖

7、，那么三角形線框遭到的磁場力的合力為 ( ) A.方向垂直于ab邊斜向上 B.方向垂直于ac邊斜向上 C.方向垂直于bc邊向下 D.為零abBIFFFacbc22 答案 D典型例題分析典型例題分析 例3 如下圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，有一個與程度面成=37角的導(dǎo)電滑軌，滑軌上放置一個可自在挪動的金屬桿ab.知接在滑軌中的電源的電動勢E=12 V，內(nèi)阻不計，ab桿長L=0.5 m，桿的質(zhì)量m=0.2 kg，桿與平行滑軌間的動摩擦因數(shù)=0.1，滑軌與ab桿的電阻忽略不計.求要使ab桿在滑軌上堅持靜止，變阻器R的阻值應(yīng)在什么范圍內(nèi)變化？(g取10 m/s2,sin 3

8、7=0.6，設(shè)桿所受的最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等)典型例題分析典型例題分析 解析 畫出ab桿在正好不下滑和正好不上滑兩種情況下的受力圖，如圖中(甲)、(乙)所示. 正好不下滑時，ab桿遭到重力G、安培力F安2、支持力FN1和沿滑軌向上的靜摩擦力Ff1.由F=0，得： 又 聯(lián)立以上各式求解，得R15 cossinsincos1111安安FFmgFmgFNN.,1111REILBIF安典型例題分析典型例題分析 正好不上滑時，ab桿遭到重力G、安培力F安2、支持力FN2和沿滑軌向上的靜摩擦力Ff2.由F=0，得： 又 聯(lián)立以上各式求解，得R23 故要使桿堅持靜止，變阻器R的取值范圍為3 R5

9、. cossinsincos2222安安FFmgFmgFNN。REILBIF222,2安 答案 3 RF2，彈簧長度將變長，彈簧長度將變長B.F1F2，彈簧長度將變短，彈簧長度將變短C.F1F2，彈簧長度將變長，彈簧長度將變長D.F1qE.現(xiàn)使小球由靜止釋放，試求小球在下滑過程中的最大加速度和最大速度. 解析 做好小球運動過程的動態(tài)分析，找出極值對應(yīng)的條件. 小球釋放瞬間，受重力mg，程度向右的電場力F=qE，桿給小球向左的彈力FN，F(xiàn)N與F平衡，那么FN=qE，向上的摩擦力f，由于mgqE，所以小球加速下滑.典型例題分析典型例題分析 小球運動后，出現(xiàn)向左的洛倫茲力f洛=qvB，小球受力如圖甲

10、所示，那么有 程度方向 FN+qvB=qE 豎直方向 mgFN=ma 解得 a=(mg+qvBqE)/m vf洛FNfF合a 可見小球做加速度添加的加速運動，在f=0，即FN=0時，加速度到達(dá)最大，由式得：amax=g 答案 g 典型例題分析典型例題分析 此時速度可由式得 ，但速度繼續(xù)增大，洛倫茲力增大，支持力反向，受力如圖乙.有： 程度方向 qvB=FN+qE 豎直方向 mgFN=ma 解得 a=(mgqvB+qE)/m 小球運動的動態(tài)過程為： vf洛FNfF合a 小球做加速度減小的加速運動，在a=0時速度到達(dá)最大，由式得vmax=(mg+qE)/Bq.BEv 1BqqEmg典型例題分析典型

11、例題分析 例5 如下圖，電子源每秒鐘發(fā)射2.501013個電子，以v0=8.00106 m/s 的速度穿過P板上A孔，從M、N兩平行板正中央進(jìn)入兩板間，速度方向平行于M且垂直于兩板間的勻強(qiáng)磁場，M、N間電壓一直為UMN=80.0 V，兩板間間隔d=1.00103 m.電子在MN間做勻速直線運動后進(jìn)入由C、D兩平行板組成的已充電的電容器中，電容器電容為8108F,電子到達(dá)D板后就留在D板上.在t1=0時辰，D板電勢較C板高818 V.在t2=T時辰，開場有電子到達(dá)M板上.知電子質(zhì)量為m=9.11031 kg，電荷量e=1.61019 C，電子從A孔到D板的運動時間不計, C、P兩板均接地, 電子

12、間不會發(fā)生碰撞.求： (1)M、N間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度;典型例題分析典型例題分析 解析 (1)電場力與洛倫茲力相平衡，電子束不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即 解得 (2)電子不斷與D板上的正電荷中和，完全中和后又在D板上積累起負(fù)電荷，電子在電容器中做減速運動，設(shè)電勢差為U時，電子到D板速度恰為零，然后反向運動，以速度v0回 (2)時辰T及到達(dá)M板上每個電子的動能;(以eV為單位) (3)在時辰t3=3T/5，到達(dá)D板上的電子流的功率.,0BevdUeMNT101T108101802-630dvUBMN典型例題分析典型例題分析到M、N間，此時遭到的電場力和洛倫茲力都向上，電子最終打到M板上.根據(jù)動能定理， 解得

13、 D板的電量變化為 q=CU=C(U+U)=8105 C，此即打到D板上的電子的總電量，因此 思索從電子速度為零至電子到達(dá)M板上，設(shè)電子到達(dá)M板上時的動能為Ek，根據(jù)動能定理， 解得20210mvUeV,182220emvUs20neqT, 02kMNEUeUeeV.222)2(MNkUUeE 答案 (1)1102 T (2)222 eV (3)1.6103 W (3)經(jīng)過 時間，到達(dá)D板上的電子的總電量為 電容器兩極板間電勢差變化了 可得此時電容器兩極板間的電勢差為 U=(818600) V=218 V,Tt533C108 . 4535qqV600CqUW106 . 1)21(320Uemv

14、nEmPk【例與練】在圖中實線框所示的區(qū)域內(nèi)同時存在著勻【例與練】在圖中實線框所示的區(qū)域內(nèi)同時存在著勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場一個帶電粒子強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場一個帶電粒子(不計重力不計重力)恰好能恰好能沿直線沿直線 MN 從左至右經(jīng)過這一區(qū)域那么勻強(qiáng)磁場和從左至右經(jīng)過這一區(qū)域那么勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的方向能夠為以下哪種情況勻強(qiáng)電場的方向能夠為以下哪種情況 A勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，勻強(qiáng)電場方向垂直于紙勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，勻強(qiáng)電場方向垂直于紙面向外面向外B勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，勻強(qiáng)電場方向垂直于紙勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，勻強(qiáng)電場方向垂直于紙面向里面向里C勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里，勻強(qiáng)電場方向豎勻強(qiáng)磁場方向垂直

15、于紙面向里，勻強(qiáng)電場方向豎直向上直向上D勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的方向都程度向右勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的方向都程度向右BD【例與練】如下圖，空間存在程度方向的勻強(qiáng)電場【例與練】如下圖，空間存在程度方向的勻強(qiáng)電場 E 和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場 B，一個質(zhì)量為，一個質(zhì)量為 m、帶電、帶電量為量為q 的小球套在不光滑的足夠長的豎直絕緣桿上，的小球套在不光滑的足夠長的豎直絕緣桿上，自靜止開場下滑，那么自靜止開場下滑，那么 A小球的動能不斷增大，直到某一最大值小球的動能不斷增大，直到某一最大值B小球的加速度不斷減小，直至為零小球的加速度不斷減小，直至為零C小球的加速度先增大后減小，最終為零

16、小球的加速度先增大后減小，最終為零D小球的速度先添加后減小，最終為零小球的速度先添加后減小，最終為零AC假設(shè)小球與桿的動摩擦因數(shù)為假設(shè)小球與桿的動摩擦因數(shù)為，求：，求：小球速度為多大時，加速度最大小球速度為多大時，加速度最大? ? 最大值是多少最大值是多少? ?小球下滑的最大速度是多少小球下滑的最大速度是多少? ?EvBmaxagmaxmgEqvqB【例與練】如下圖，帶電平行板中勻強(qiáng)電場豎直向上，【例與練】如下圖，帶電平行板中勻強(qiáng)電場豎直向上，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的軌道上的a點自在滑下，經(jīng)過軌道端點點自在滑下，經(jīng)過軌

17、道端點P進(jìn)入板間后恰進(jìn)入板間后恰好沿程度方向做直線運動，現(xiàn)使小球從稍低些的好沿程度方向做直線運動，現(xiàn)使小球從稍低些的b點點開場自在滑下，在經(jīng)開場自在滑下，在經(jīng)P點進(jìn)入板間的運動過程中點進(jìn)入板間的運動過程中( )A、其動能將會增大、其動能將會增大 B、其電勢能將會增大、其電勢能將會增大 C、小球所受的洛倫茲力將會增大、小球所受的洛倫茲力將會增大 D、小球所受的電場力將會增大、小球所受的電場力將會增大ABC【例與練】如下圖，空間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)【例與練】如下圖，空間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，在光滑程度面上固定一個帶負(fù)電的小球磁場，在光滑程度面上固定一個帶負(fù)電的小球A，另，另有一個帶正電

18、的小球有一個帶正電的小球Q.現(xiàn)給小球現(xiàn)給小球Q一適宜的初速度，一適宜的初速度，Q將在程度面上按圖示的軌跡做勻速圓周運動將在程度面上按圖示的軌跡做勻速圓周運動.在運動在運動過程中，由于過程中，由于Q內(nèi)部的要素，從內(nèi)部的要素，從Q中分別出一小塊不中分別出一小塊不帶電的物質(zhì)帶電的物質(zhì)C(可以以為剛分別時兩者速度一樣可以以為剛分別時兩者速度一樣)，那，那么以后么以后( )A.Q會向圓外飛去，會向圓外飛去，C做勻速直線運動做勻速直線運動B.Q會向圓外飛去，會向圓外飛去，C做勻速圓周運動做勻速圓周運動C.Q會向圓內(nèi)飛去，會向圓內(nèi)飛去，C做勻速直線運動做勻速直線運動D.Q會向圓內(nèi)飛去，會向圓內(nèi)飛去，C做勻速

19、圓周運動做勻速圓周運動C【例與練】如圖【例與練】如圖 所示，兩導(dǎo)體板程度放置，兩板間所示，兩導(dǎo)體板程度放置，兩板間電勢差為電勢差為 U, 帶電粒子以某一初速度帶電粒子以某一初速度 v0 沿平行于兩板沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊境限豎直的勻強(qiáng)磁場，那么粒子射入磁場方向射入邊境限豎直的勻強(qiáng)磁場，那么粒子射入磁場和射出磁場的和射出磁場的 M、N 兩點間的間隔兩點間的間隔 d 隨著隨著 U 和和 v0 的的變化情況為變化情況為 Ad 隨隨 v0 增大而增大，增大而增大，d 與與 U 無關(guān)無關(guān)Bd 隨隨 v0 增大而增

20、大，增大而增大，d 隨隨 U 增大而增大增大而增大Cd 隨隨 U 增大而增大，增大而增大，d 與與 v0 無關(guān)無關(guān)Dd 隨隨 v0 增大而增大，增大而增大，d 隨隨 U 增大而減小增大而減小A0cosvvmvrBq022 cosmvdrBq解析：解析：【例與練】如下圖，一個質(zhì)量為【例與練】如下圖，一個質(zhì)量為m2.010-11kg，電，電荷量荷量 q1.010-5C 的帶電微粒的帶電微粒(重力忽略不計重力忽略不計)，從，從靜止開場經(jīng)靜止開場經(jīng) U1100V 電壓加速后，程度進(jìn)入兩平行電壓加速后，程度進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓 U2100V金金屬

21、板長屬板長L20cm，兩板間距，兩板間距 。 求：求：(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的速度 v0 的大??；的大?。?2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角；(3)假設(shè)該勻強(qiáng)磁場的寬度為假設(shè)該勻強(qiáng)磁場的寬度為D10cm，為使微粒不會，為使微粒不會由磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？至少多大？10 3dcm解析解析1由動能定理得：由動能定理得：21012qUmv41021.0 10/qUvm sm2微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，有：微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動，有：2qUamd0yLvatav2013tan23

22、yvU LvU d0303進(jìn)入磁場時微粒的速度是：進(jìn)入磁場時微粒的速度是： 軌跡如下圖軌跡如下圖0cosvvsinDrr2vBqvmr0(1 sin )30.346cos5mvBTTqD由幾何關(guān)系有：由幾何關(guān)系有：洛倫茲力提供向心力有：洛倫茲力提供向心力有：由以上各式可求得：由以上各式可求得：【例與練】如下圖，相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場【例與練】如下圖，相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的大小分別為的大小分別為E和和B，一個質(zhì)量為，一個質(zhì)量為m、電量為、電量為q的油滴，的油滴，從從a點以程度速度點以程度速度v0 飛入，經(jīng)過一段時間后運動到飛入，經(jīng)過一段時間后運動到b點，點，試計算：試計算：(1)油

23、滴剛進(jìn)入疊加場油滴剛進(jìn)入疊加場a點時的加速度；點時的加速度；(2)假設(shè)到達(dá)假設(shè)到達(dá)b點時，偏離入射方向的間隔為點時，偏離入射方向的間隔為d，那么其速度是多大？那么其速度是多大？解析：解析： (1)如圖如圖 ，油滴在，油滴在 a 點受三個力，豎直向點受三個力，豎直向下的重力、電場力及豎直向上的洛倫茲力，由下的重力、電場力及豎直向上的洛倫茲力，由牛頓定律牛頓定律 Bqv(mgqE)ma得：得：方向豎直向上方向豎直向上0()BqvmgqEam(2)從從 a 運動到運動到 b，重力、電場力對粒子做負(fù)功，重力、電場力對粒子做負(fù)功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理得：洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理得：22011

24、22bqEdmgdmvmv02()bqEmg dvvm【例與練】【例與練】04全國卷全國卷如下圖，在如下圖，在y0的空間中存的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xy平面紙面向外。一電量平面紙面向外。一電量為為q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子，經(jīng)過的帶正電的運動粒子，經(jīng)過y軸上軸上y=h處處的點的點P1時速率為時速率為v0，方向沿，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上軸上x=2h處的處的P2點進(jìn)入磁場，并經(jīng)過點進(jìn)入磁場，并經(jīng)過y軸軸上上y=-2h處的處的P3點。

25、不計重力。求點。不計重力。求電場強(qiáng)度的大小。電場強(qiáng)度的大小。 粒子到達(dá)粒子到達(dá)P2時速度的大小和方向。時速度的大小和方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。解析：解析：1粒子在電場、磁場中運動粒子在電場、磁場中運動的軌跡如下圖。設(shè)粒子從的軌跡如下圖。設(shè)粒子從P1到到P2的時的時間為間為t，電場度的大小為，電場度的大小為E，粒子在電，粒子在電場中的加速度為場中的加速度為a，由牛頓第二定律及，由牛頓第二定律及運動學(xué)公式有運動學(xué)公式有qEma02v th212hat202mvEqh解得：解得： (2)粒子到達(dá)粒子到達(dá)P2時速度沿時速度沿x方向的分量仍為方向的分量仍為v0，以，以v1表示表示速度沿速

26、度沿y方向分量的大小，方向分量的大小，v表示速度的大小，表示速度的大小，表示速表示速度和度和x軸的夾角，那么有：軸的夾角，那么有：212vah又：又： 02v th212hat10vv解得：解得： 221002vvvv10tan1vv得：得： 045(3)設(shè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為設(shè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在洛倫茲力作用下粒子做，在洛倫茲力作用下粒子做勻速圓周運動，由牛頓第二定律勻速圓周運動，由牛頓第二定律2vBqvmrr是圓周的半徑、此圓周與是圓周的半徑、此圓周與x軸和軸和y軸的交點為軸的交點為P2、P3，由于由于OP2=OP3，=450，由幾何關(guān)系可知，連線，由幾何關(guān)系可知，連線P2P3為圓軌道的

27、直徑，由此可求得為圓軌道的直徑，由此可求得2rh0mvBqh【例與練】在如右圖所示的直角坐標(biāo)系中，【例與練】在如右圖所示的直角坐標(biāo)系中，x軸的上軸的上方存在與方存在與x軸正方向成軸正方向成45角斜向右下方的勻強(qiáng)電場，角斜向右下方的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)的大小為場強(qiáng)的大小為E 104 V/m。x軸的下方有垂直于軸的下方有垂直于xOy面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2102 T。把一個比荷為。把一個比荷為q/m2108 C/kg的正點電的正點電荷從坐標(biāo)為荷從坐標(biāo)為(0,1)的的A點處由靜止釋放。電荷所受的重點處由靜止釋放。電荷所受的重力忽略不計。力忽略不計。(1)

28、求電荷從釋放到第一次進(jìn)入磁場時所用的時間；求電荷從釋放到第一次進(jìn)入磁場時所用的時間；(2)求電荷在磁場中做圓周運動的半徑求電荷在磁場中做圓周運動的半徑(保管兩位有效保管兩位有效數(shù)字?jǐn)?shù)字)；(3)當(dāng)電荷第二次到達(dá)當(dāng)電荷第二次到達(dá)x軸上時，軸上時，電場立刻反向，而場強(qiáng)大小不電場立刻反向，而場強(qiáng)大小不變，試確定電荷到達(dá)變，試確定電荷到達(dá)y軸時的軸時的位置坐標(biāo)位置坐標(biāo)2解：解：(1)電荷從電荷從A點勻加速運動到點勻加速運動到x軸上軸上C點的過程：點的過程：2sACm1222 2 10/Eqam sm212sat6210stsa(2)電荷到達(dá)電荷到達(dá)C點的速度為點的速度為即電荷在磁場中做圓周運動的半徑為

29、即電荷在磁場中做圓周運動的半徑為0.71 m在磁場中運動時：在磁場中運動時：速度方向與速度方向與x軸正方向成軸正方向成45角。角。62 2 10/vatm s2vBqvmR22mvRmBq得：得：(3)如圖，軌跡圓與如圖，軌跡圓與x軸相交的弦長為：軸相交的弦長為：所以電荷從坐標(biāo)原點所以電荷從坐標(biāo)原點O再次進(jìn)入電場中，且速度方向再次進(jìn)入電場中，且速度方向與電場方向垂直，電荷在電場中做類平拋運動與電場方向垂直，電荷在電場中做類平拋運動21xRm 解得：解得：那么類平拋運動中垂直于電場方向的位移那么類平拋運動中垂直于電場方向的位移即電荷到達(dá)即電荷到達(dá)y軸上的點的坐標(biāo)為軸上的點的坐標(biāo)為( 0, 8 )

30、設(shè)到達(dá)設(shè)到達(dá)y 軸的時間為軸的時間為t1，那么：，那么：210112tan45atvt612 10ts14 2Lvtm08cos45Lym【例與練】【例與練】 2019安徽安徽 如下圖，在以坐標(biāo)原點如下圖，在以坐標(biāo)原點O為為圓心、半徑為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為電場和勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場方向垂直于，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子不計重力從平面向里。一帶正電的粒子不計重力從O點沿點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)運動，經(jīng)t

31、0時間從時間從P點射出。點射出。1求電場強(qiáng)度的大小和方向。求電場強(qiáng)度的大小和方向。2假設(shè)僅撤去磁場，帶電粒子仍從假設(shè)僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以一樣的速點以一樣的速度射入，經(jīng)度射入，經(jīng)t0/2時間恰從半圓形區(qū)域的邊境射出。求粒時間恰從半圓形區(qū)域的邊境射出。求粒子運動加速度的大小。子運動加速度的大小。3假設(shè)僅撤去電場，帶電粒子假設(shè)僅撤去電場，帶電粒子仍從仍從O點射入，且速度為原來點射入，且速度為原來的的4倍，求粒子在磁場中運動的倍，求粒子在磁場中運動的時間。時間。xyOPB解析：解析：1設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為q，初，初速度為速度為v，電場強(qiáng)度為，電場強(qiáng)度為E

32、?？膳袆e出粒子遭到的洛倫磁?？膳袆e出粒子遭到的洛倫磁力沿力沿x軸負(fù)方向，于是可知電場強(qiáng)度沿軸負(fù)方向，于是可知電場強(qiáng)度沿x軸正方向軸正方向qEBqv0Rvt0BREt2僅有電場時，帶電粒子在勻強(qiáng)電場中作類平拋運僅有電場時，帶電粒子在勻強(qiáng)電場中作類平拋運 動在動在y方向位移：方向位移： 設(shè)在程度方向位移為設(shè)在程度方向位移為x，因射出位置在半圓形區(qū)域邊境，因射出位置在半圓形區(qū)域邊境上，于是上，于是02tyv2Ry 32xR201()22txa204 3Rat又：又： 得：得： 又：又： 0Rvt得：得： 3僅有磁場時，入射速度僅有磁場時，入射速度v1=4v，帶電粒子在勻強(qiáng)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中作勻速

33、圓周運動，設(shè)軌道半徑為磁場中作勻速圓周運動，設(shè)軌道半徑為r，由牛頓第二，由牛頓第二定定律有律有:211vBqvmrqEma又：又： 0BREt204 3Rat0Rvt33rR解得：解得： /23sin22RRrr由幾何關(guān)系有：由幾何關(guān)系有： 3帶電粒子在磁場中運動周期：帶電粒子在磁場中運動周期：022 3tmTBq02132318tTTt帶電粒子在磁場中運動時間：帶電粒子在磁場中運動時間：(1)速度選擇器速度選擇器如下圖平行板中電場強(qiáng)度如下圖平行板中電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂相互垂直這種安裝能把具有一定速度的粒子選擇出來，所直這種安裝能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度

34、選擇器以叫做速度選擇器帶電粒子在復(fù)合場中運動的運用實例帶電粒子在復(fù)合場中運動的運用實例帶電粒子可以沿直線勻速經(jīng)過速度選擇器的條件是帶電粒子可以沿直線勻速經(jīng)過速度選擇器的條件是qEqvB，即，即vE/B.原理：離子由靜止被加速電場加速，原理：離子由靜止被加速電場加速，根據(jù)動能定理可得關(guān)系式：根據(jù)動能定理可得關(guān)系式：(2)質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀構(gòu)造：如下圖，由離子源、加速電構(gòu)造：如下圖，由離子源、加速電場、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場和照相底場、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場和照相底片等構(gòu)成片等構(gòu)成由上面三式可得離子在底片上的位置與離子進(jìn)入磁場由上面三式可得離子在底片上的位置與離子進(jìn)入磁場B的點的間隔的點的間隔 ，比荷，比荷q/m的值的值離子在磁場中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運離子在磁場中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得關(guān)系式動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得關(guān)系式在速度選擇器在速度選擇器A中，直線經(jīng)過須滿足中，直線經(jīng)過須滿足qEqvB，得，得vE/B ，即只需速度為，即只需速度為v的離子才干進(jìn)入磁場的離子才干進(jìn)入磁場B.212qUmv2vBqvmr22mvDrBq(3)盤旋加速器盤旋加速器 原理：交流電的周期和粒子做圓周運動的周期相等，原理：交流電的周期和粒子做圓周運動的周期相