高中物理電磁感應(yīng)選修3-1第8章第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、第第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎(chǔ)再現(xiàn)對(duì)點(diǎn)自測(cè)基礎(chǔ)再現(xiàn)對(duì)點(diǎn)自測(cè)知能演練輕巧奪冠知能演練輕巧奪冠考點(diǎn)探究講練互動(dòng)考點(diǎn)探究講練互動(dòng)技法提煉思維升華技法提煉思維升華要點(diǎn)透析直擊高考要點(diǎn)透析直擊高考基礎(chǔ)再現(xiàn)對(duì)點(diǎn)自測(cè)基礎(chǔ)再現(xiàn)對(duì)點(diǎn)自測(cè)知識(shí)清單知識(shí)清單一、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1復(fù)合場(chǎng)與組合場(chǎng)復(fù)合場(chǎng)與組合場(chǎng)(1)復(fù)合場(chǎng)：電場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)：電場(chǎng)、_、重力場(chǎng)共存，或其中某兩場(chǎng)共存、重力場(chǎng)共存，或其中某兩場(chǎng)共存.(2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊或在組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊或在同一區(qū)域，電場(chǎng)、磁場(chǎng)同一區(qū)域

2、，電場(chǎng)、磁場(chǎng)_出現(xiàn)出現(xiàn)通常從場(chǎng)形式上一般還可分為如下四種情況：通常從場(chǎng)形式上一般還可分為如下四種情況：相鄰場(chǎng)；重疊場(chǎng)；交替場(chǎng)；交變場(chǎng)相鄰場(chǎng)；重疊場(chǎng)；交替場(chǎng)；交變場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)交替交替2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力_時(shí)，將處于靜止時(shí)，將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的當(dāng)帶電粒子所受的_與與_大小相等、方向相反時(shí)大小相等、方向相反時(shí),帶電粒子在帶電粒子在_的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)

3、的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)重力重力電場(chǎng)力電場(chǎng)力洛倫茲力洛倫茲力為零為零(3)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，度方向不在同一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線(4)分階段運(yùn)動(dòng)分階段運(yùn)動(dòng)帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)帶電粒子可能依次通過幾個(gè)情況不同的復(fù)合場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運(yùn)動(dòng)過程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階動(dòng)情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其

4、運(yùn)動(dòng)過程由幾種不同的運(yùn)動(dòng)階段組成段組成二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析1速度選擇器速度選擇器(如圖甲如圖甲)垂直垂直速度速度2. 磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)(如圖乙如圖乙)(1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把它可以把_能直接轉(zhuǎn)化為能直接轉(zhuǎn)化為_能能(2)根據(jù)左手定則，如圖中的根據(jù)左手定則，如圖中的B板是發(fā)電機(jī)板是發(fā)電機(jī)_(3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為d，等離子體速度為，等離子體速度為v，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差，則兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差U_.內(nèi)內(nèi)電電正

5、極正極Bdv洛倫茲力洛倫茲力電勢(shì)差電勢(shì)差平衡平衡4霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方向在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了向上出現(xiàn)了_ 這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)其原理這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)其原理如圖丁所示如圖丁所示丁丁電勢(shì)差電勢(shì)差熱身體驗(yàn)熱身體驗(yàn)11.一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),則則()A此空間一定不存在磁場(chǎng)此空間一定不存在磁場(chǎng)B此空間一定不存在電場(chǎng)此空間一定不存在電場(chǎng)C此空間可能只有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向與電子速度垂

6、直此空間可能只有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向與電子速度垂直D此空間可能同時(shí)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)此空間可能同時(shí)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)12.某空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)某空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出圖中未畫出),帶電小帶電小球沿如圖所示的直線斜向下由球沿如圖所示的直線斜向下由A點(diǎn)沿直線向點(diǎn)沿直線向B運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),此空間同此空間同時(shí)存在由時(shí)存在由A指向指向B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說法正確的是的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說法正確的是()A小球一定帶正電小球一定帶正電B小球可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)小球可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)C帶電小球一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)帶電小球一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D運(yùn)動(dòng)過程中，小球的機(jī)械能增大運(yùn)動(dòng)過程中，小球的機(jī)械能增大21.(2013

7、濟(jì)南模擬濟(jì)南模擬)如圖所示，如圖所示，a、b是是一對(duì)平行金屬板，分別接到直流電源兩一對(duì)平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為大小為B，方向垂直紙面向里，在，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻兩板間還存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)電場(chǎng)E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子處射入一束正離子(不計(jì)重力不計(jì)重力)，這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從d孔射出后分成孔射出后分成3束束則下列判斷錯(cuò)誤的是則下列判斷錯(cuò)

8、誤的是()A這三束正離子的速度一定不相同這三束正離子的速度一定不相同B這三束正離子的比荷一定不相同這三束正離子的比荷一定不相同Ca、b兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向一定由兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向一定由a指向指向bD若這三束離子改為帶負(fù)電而其他條件不變則仍能從若這三束離子改為帶負(fù)電而其他條件不變則仍能從d孔射出孔射出22.在某次發(fā)射科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在某次發(fā)射科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“雙星雙星”中，放置了一種磁中，放置了一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度原理如圖磁強(qiáng)計(jì)的強(qiáng)計(jì)，用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度原理如圖磁強(qiáng)計(jì)的所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高、高為為b的長(zhǎng)

9、方形，放在沿的長(zhǎng)方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體中通軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體中通有沿有沿x軸正方向、大小為軸正方向、大小為I的電流已知金屬導(dǎo)體單位體積的電流已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為，電子電荷量為e.金屬導(dǎo)電過程中，自金屬導(dǎo)電過程中，自由電子做定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩由電子做定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差為個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差為U.則下列說法正確的是則下列說法正確的是()熱身體驗(yàn)答案與解析熱身體驗(yàn)答案與解析11.解析：選解析：選D.當(dāng)空間只有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且電子的運(yùn)動(dòng)方向與當(dāng)空間只有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且電子的運(yùn)動(dòng)方向

10、與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受洛倫茲力作用，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，受洛倫茲力作用，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C不正確不正確當(dāng)空間既有電場(chǎng)又有磁場(chǎng)，且兩種場(chǎng)力相互平衡時(shí)，電子不會(huì)當(dāng)空間既有電場(chǎng)又有磁場(chǎng)，且兩種場(chǎng)力相互平衡時(shí)，電子不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A、B不正確，不正確，D正確正確12.解析：選解析：選C.由于重力方向豎直向下，空間存在磁場(chǎng)，且由于重力方向豎直向下，空間存在磁場(chǎng)，且直線運(yùn)動(dòng)方向斜向下，與磁場(chǎng)方向相同，故不受磁場(chǎng)力作用，直線運(yùn)動(dòng)方向斜向下，與磁場(chǎng)方向相同，故不受磁場(chǎng)力作用，電場(chǎng)力必水平向右，但電場(chǎng)具體方向未知，故不能判斷帶電小電場(chǎng)力必水平向右，但電場(chǎng)具體方向未知，故不能判斷帶電小球的電性，選項(xiàng)球的

11、電性，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重力和電場(chǎng)力的合力不為零，故不是錯(cuò)誤；重力和電場(chǎng)力的合力不為零，故不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)橹亓εc電場(chǎng)力的合力方錯(cuò)誤；因?yàn)橹亓εc電場(chǎng)力的合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，故小球一定做勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)向與運(yùn)動(dòng)方向相同，故小球一定做勻加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；正確；運(yùn)動(dòng)過程中由于電場(chǎng)力做正功，故機(jī)械能增大，選項(xiàng)運(yùn)動(dòng)過程中由于電場(chǎng)力做正功，故機(jī)械能增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤錯(cuò)誤21.解析：選解析：選A.因?yàn)槿x子在兩極板間都是沿直線因?yàn)槿x子在兩極板間都是沿直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力等于洛倫茲力，可以判斷三束正離子的速度運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力等于洛倫茲力，可以判斷三束正離子的速度一定

12、相同，且電場(chǎng)方向一定由一定相同，且電場(chǎng)方向一定由a指向指向b，選項(xiàng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，C正正確；在右側(cè)磁場(chǎng)中三束正離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，可確；在右側(cè)磁場(chǎng)中三束正離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，可知這三束正離子的比荷一定不相同，選項(xiàng)知這三束正離子的比荷一定不相同，選項(xiàng)B正確；若將這正確；若將這三束離子改為帶負(fù)電，而其他條件不變的情況下受力分析三束離子改為帶負(fù)電，而其他條件不變的情況下受力分析可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，仍能從可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，仍能從d孔孔射出，選項(xiàng)射出，選項(xiàng)D正確正確一、電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的比較一、電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的比較要點(diǎn)透析直擊高考要點(diǎn)透析直擊高考電

13、偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)受力特征受力特征F電電qE恒力恒力F洛洛qvB變力變力運(yùn)動(dòng)性質(zhì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)軌跡二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析和求解二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析和求解1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中無約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中無約束情況下的運(yùn)動(dòng)(1)磁場(chǎng)力、重力并存磁場(chǎng)力、重力并存若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，用若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，用平衡條件求解平衡條件求解若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，可利用機(jī)械能守恒定律求解動(dòng)，可利

14、用機(jī)械能守恒定律求解(2)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存(不計(jì)重力的微觀粒子不計(jì)重力的微觀粒子)若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，用平衡條件求解用平衡條件求解若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復(fù)雜的曲線運(yùn)若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因動(dòng)，因F洛洛不做功，可用動(dòng)能定理求解問題不做功，可用動(dòng)能定理求解問題(3)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，用平衡條件求解若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，用平衡條件求解若重力與電場(chǎng)力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用平衡條若重力與電

15、場(chǎng)力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用平衡條件和牛頓第二定律求解件和牛頓第二定律求解若合力不為零且與速度方向不垂直若合力不為零且與速度方向不垂直,做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),因因F洛洛不做功，可用能量守恒或動(dòng)能定理求解問題不做功，可用能量守恒或動(dòng)能定理求解問題2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情帶電體在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，常見的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)解題況下，常見的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲要通過受力分析明

16、確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓力不做功的特點(diǎn)，運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用2如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m，帶電荷量為，帶電荷量為q的微粒的微粒以速度以速度v與水平方向成與水平方向成45角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里如果微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列場(chǎng)方向垂直紙面向里如果微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是說法正確的是()考點(diǎn)探究講練互動(dòng)考點(diǎn)探究講練互動(dòng)(1)求求t0時(shí)刻射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)邊界上的入射點(diǎn)時(shí)刻射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)邊界上

17、的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離；和出射點(diǎn)間的距離；(2)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度的大小；求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的最大速度的大?。?3)對(duì)于所有進(jìn)入磁場(chǎng)中的粒子，如果要增大粒子在磁場(chǎng)邊對(duì)于所有進(jìn)入磁場(chǎng)中的粒子，如果要增大粒子在磁場(chǎng)邊界上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離，應(yīng)該采取哪些措施？試界上的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)間的距離，應(yīng)該采取哪些措施？試從理論上推理說明從理論上推理說明【答案】【答案】(1)0.4 m(2)1.1105 m/s(3)見解析見解析【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】解決這類問題的關(guān)鍵是：解決這類問題的關(guān)鍵是：(1)通過計(jì)算，確通過計(jì)算，確定粒子從一個(gè)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入另一個(gè)場(chǎng)區(qū)時(shí)的位置、速度大小和定粒子從一個(gè)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入另一

18、個(gè)場(chǎng)區(qū)時(shí)的位置、速度大小和方向方向(2)畫出粒子在每一個(gè)場(chǎng)中的軌跡畫出粒子在每一個(gè)場(chǎng)中的軌跡考點(diǎn)考點(diǎn)2帶電粒子在帶電粒子在“復(fù)合場(chǎng)復(fù)合場(chǎng)”中的運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng) (2013江南十校聯(lián)考江南十校聯(lián)考)如圖所示，在水平地面上方有如圖所示，在水平地面上方有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直紙面向里一質(zhì)量為、垂直紙面向里一質(zhì)量為m、帶電荷量、帶電荷量為為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面(垂直于磁場(chǎng)方向的垂直于磁場(chǎng)方向的平面平面)做速度大小為做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

19、重力加速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.(1)求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；(2)若某時(shí)刻微粒在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到若某時(shí)刻微粒在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，速度與水平方向點(diǎn)時(shí)，速度與水平方向的夾角為的夾角為60，且已知，且已知P點(diǎn)與水平地面間的距離等于其做圓點(diǎn)與水平地面間的距離等于其做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，求該微粒運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的周運(yùn)動(dòng)的半徑，求該微粒運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與水平地面間的距離；距離；(3)當(dāng)帶電微粒運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)樵?dāng)帶電微粒運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，將電場(chǎng)強(qiáng)度的大小變?yōu)樵瓉淼膩淼?/2(方向不變，且不計(jì)電場(chǎng)變化對(duì)原磁場(chǎng)的影響方向不變，且不計(jì)

20、電場(chǎng)變化對(duì)原磁場(chǎng)的影響)，且?guī)?，且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛?，求帶電微粒落至地面時(shí)的速度大小電微粒能落至地面，求帶電微粒落至地面時(shí)的速度大小【解析】【解析】(1)由于帶電微?？梢栽陔妶?chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)共由于帶電微粒可以在電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)沿豎直平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，表明帶電微粒所存的區(qū)域內(nèi)沿豎直平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，表明帶電微粒所受的電場(chǎng)力和重力大小相等、方向相反，因此電場(chǎng)強(qiáng)度的受的電場(chǎng)力和重力大小相等、方向相反，因此電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向上設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為方向豎直向上設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則有，則有mgqE，即，即Emg/q.【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)及重力場(chǎng)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)

21、及重力場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與電場(chǎng)力平衡，洛倫茲力提供中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力與電場(chǎng)力平衡，洛倫茲力提供向心力，只受場(chǎng)力做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，三場(chǎng)力平衡向心力，只受場(chǎng)力做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，三場(chǎng)力平衡方法技巧方法技巧粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【范例】【范例】(18分分)如圖甲所示，在地面上方的真空室內(nèi)，兩如圖甲所示，在地面上方的真空室內(nèi)，兩正對(duì)的平行金屬板正對(duì)的平行金屬板(兩金屬板足夠長(zhǎng)，圖中只畫出了一部分兩金屬板足夠長(zhǎng)，圖中只畫出了一部分)水平放置，在兩極之間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，水平放置，在兩極之間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)按如圖乙所示規(guī)場(chǎng)強(qiáng)按如圖乙所示規(guī)律變化律變化(沿沿y軸正方向?yàn)檎较蜉S正

22、方向?yàn)檎较?在兩板正中間有一圓形勻在兩板正中間有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖丙所示規(guī)律變化磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖丙所示規(guī)律變化.如果建立如如果建立如圖甲所示的坐標(biāo)系圖甲所示的坐標(biāo)系,在在t0時(shí)刻有一質(zhì)量時(shí)刻有一質(zhì)量m9.0109 kg、電荷量電荷量q9.0106 C的的帶正電的小球帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))，以，以v010 m/s的初速度沿的初速度沿y軸正方向從軸正方向從O點(diǎn)射入，重力加速度取點(diǎn)射入，重力加速度取g10 m/s2.技法提煉思維升華技法提煉思維升華(1)分析小球在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，畫出運(yùn)動(dòng)示意圖，并確定分析小球在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，畫出運(yùn)動(dòng)示意圖，并確定小球在小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及離開時(shí)的位置坐標(biāo)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及離開時(shí)的位置坐標(biāo).(2)分析小球分析小球離開磁場(chǎng)后做什么運(yùn)動(dòng)離開磁場(chǎng)后做什么運(yùn)動(dòng)？確定其？確定其到達(dá)到達(dá)x軸時(shí)軸時(shí)的位置坐標(biāo)的位置坐標(biāo).尋規(guī)探法尋規(guī)探法批注批注：分別計(jì)算電場(chǎng)力、重力的大小，并確定在電場(chǎng)：分別計(jì)算電場(chǎng)力、重力的大小，并確定在電場(chǎng)的前半個(gè)周期內(nèi)電場(chǎng)力的方向，判定二力是否平衡；的前半個(gè)周期內(nèi)電場(chǎng)力的方向，判定二力是否平衡；批注批注：若電場(chǎng)力與重力平衡，小球在洛倫茲力作用下，：若電場(chǎng)力與重力平衡，小球在洛倫茲力作用下，做圓周運(yùn)動(dòng)，由于做圓周運(yùn)動(dòng)，由于B大小不同，則圓半徑、周期都不同，大小不同，則圓半徑、周期都不