新教材2023年秋高中物理第1章安培力與洛倫茲力素養(yǎng)提升課3帶電粒子在復(fù)合場中的運動學(xué)生用書無答案新人教版選擇性必修第二冊

素養(yǎng)提升課(三)帶電粒子在復(fù)合場中的運動1．理解組合場和疊加場的概念。2．會分析粒子在各種場中的受力特點。3．掌握粒子在復(fù)合場中運動問題的分析方法。帶電粒子在疊加場中的運動1．疊加場：電場、磁場、重力場共存，或其中某兩種場共存。2．基本思路(1)弄清疊加場的組成。(2)進(jìn)行受力分析。(3)確定帶電粒子的運動狀態(tài)，注意運動情況和受力情況的結(jié)合。(4)畫出粒子運動軌跡，靈活選擇不同的運動規(guī)律。①直線運動：如果帶電粒子在疊加場中做直線運動，則一定是做勻速直線運動，合力為零，根據(jù)受力平衡列方程求解。②圓周運動：如果帶電粒子在疊加場中做圓周運動，則一定是做勻速圓周運動，則一定是電場力和重力平衡，洛倫茲力提供向心力，應(yīng)用平衡條件和牛頓運動定律分別列方程求解。③當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運動時，一般用動能定理或能量守恒定律求解?！镜淅?】如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，其第一象限存在著正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度的方向水平向右，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里。一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的微粒從坐標(biāo)原點出發(fā)，沿與x軸正方向的夾角為45°的初速度方向進(jìn)入復(fù)合場中，正好做直線運動，當(dāng)微粒運動到A(l，l)時，電場方向突然變?yōu)樨Q直向上(不計電場變化的時間)，微粒繼續(xù)運動一段時間后，正好垂直于y軸穿出復(fù)合場。重力加速度為g，不計一切阻力，求：(1)電場強度E的大小；(2)磁感應(yīng)強度B的大小；(3)微粒在復(fù)合場中的運動時間t。[聽課記錄]復(fù)合場中運動問題的求解技巧帶電體在復(fù)合場中的運動問題仍是一個力學(xué)問題，求解思路與力學(xué)問題的求解思路基本相同，仍然按照對帶電體進(jìn)行受力分析，運動過程分析，充分挖掘題目中的隱含條件，根據(jù)不同的運動情況建立相應(yīng)的方程。[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．(多選)(2022·廣東卷)如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上，下列說法正確的有()A．電子從N到P，電場力做正功B．N點的電勢高于P點的電勢C．電子從M到N，洛倫茲力不做功D．電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力帶電粒子在組合場中的運動1．組合場：電場與磁場各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊，一般為兩場相鄰或在同一區(qū)域電場、磁場交替出現(xiàn)。2．“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)條件帶電粒子以v⊥E進(jìn)入勻強電場(不計重力)帶電粒子以v⊥B進(jìn)入勻強磁場(不計重力)受力情況只受恒定的電場力F＝Eq只受大小恒定的洛倫茲力F＝qvB運動情況類平拋運動勻速圓周運動運動軌跡拋物線圓弧求解方法利用類平拋運動的規(guī)律x＝v0t，y＝12at2，牛頓第二定律、向心力公式r＝mv【典例2】如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy的第一象限中分布著沿y軸負(fù)方向的勻強電場，在第四象限中分布著方向垂直于紙面向里的勻強磁場。一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的微粒，在A點(0，3m)處以初速度v0＝120m/s平行于x軸正方向射入電場區(qū)域，然后從電場區(qū)域進(jìn)入磁場，又從磁場進(jìn)入電場，并且先后只通過x軸上的P點(6m，0)和Q點(8m，0)各一次。已知該微粒的比荷為qm＝102C/kg(1)求微粒從A到P所經(jīng)歷的時間和加速度的大??；(2)求出微粒到達(dá)P點時速度方向與x軸正方向的夾角，并畫出帶電微粒在電場和磁場中由A至Q的運動軌跡；(3)求電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小。[聽課記錄]帶電粒子在組合場中的運動問題的分析方法[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷離子，在D處沿圖示方向以一定的速度射入磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里。結(jié)果離子正好從距A點為d的小孔C沿垂直于電場方向進(jìn)入勻強電場，此電場方向與AC平行且豎直向上，最后離子打在G處，而G處距A點為2d(AG⊥AC)。不計離子重力，離子運動軌跡在紙面內(nèi)。求：(1)此離子在磁場中做圓周運動的半徑r；(2)離子從D處運動到G處所需時間；(3)離子到達(dá)G處時的動能。