新教材2025版高中物理第一章磁吃電流的作用專(zhuān)題一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)生用書(shū)教科版選擇性必修第二冊(cè)_第1頁(yè)
新教材2025版高中物理第一章磁吃電流的作用專(zhuān)題一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)生用書(shū)教科版選擇性必修第二冊(cè)_第2頁(yè)
新教材2025版高中物理第一章磁吃電流的作用專(zhuān)題一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)生用書(shū)教科版選擇性必修第二冊(cè)_第3頁(yè)
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新教材2025版高中物理第一章磁吃電流的作用專(zhuān)題一帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)生用書(shū)教科版選擇性必修第二冊(cè)_第5頁(yè)
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專(zhuān)題(一)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課標(biāo)要求1.學(xué)會(huì)用動(dòng)力學(xué)方法分析帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).2.學(xué)會(huì)用動(dòng)力學(xué)方法分析帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).關(guān)鍵實(shí)力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點(diǎn)一帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)歸納總結(jié)1.疊加場(chǎng):電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)共存,或其中某兩場(chǎng)共存.2.三種場(chǎng)的比較力的特點(diǎn)功與能的特點(diǎn)重力場(chǎng)大小:G=mg方向:豎直向下重力做功與路徑無(wú)關(guān),重力做功變更物體的重力勢(shì)能靜電場(chǎng)大?。篎=qE方向:a.正電荷受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同b.負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)W=qU電場(chǎng)力做功變更電勢(shì)能磁場(chǎng)洛倫茲力F=qvB方向可用左手定則推斷洛倫茲力不做功,不變更帶電粒子的動(dòng)能3.當(dāng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中所受的合外力為零時(shí),粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止.4.對(duì)于有約束的狀況,當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動(dòng)方向在同始終線上時(shí),粒子將做變速直線運(yùn)動(dòng).5.當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時(shí),粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(常見(jiàn)的情形是,粒子的重力與靜電力平衡,洛倫茲力充當(dāng)向心力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)).6.當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小方向均不斷變更時(shí),粒子將做變加速運(yùn)動(dòng),這類(lèi)問(wèn)題一般只能用能量觀點(diǎn)處理.7.分析帶電粒子在含有磁場(chǎng)的疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,方法與力學(xué)問(wèn)題的分析方法基本相同,不同的是多了電場(chǎng)力和洛倫茲力.8.受力分析時(shí)首先考慮重力能否忽視,質(zhì)子、電子、離子等粒子,一般不計(jì)重力,微粒、油滴、質(zhì)點(diǎn)和小球等一般要計(jì)重力,通常狀況下試題應(yīng)有所提示.典例示范例1如圖所示,質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的微粒以速度v與水平方向成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里.假如微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是()A.微粒受電場(chǎng)力、洛倫茲力、重力三個(gè)力作用B.微粒受電場(chǎng)力、洛倫茲力兩個(gè)力作用C.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=2mgD.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=mg例2在地面旁邊有一個(gè)范圍足夠大的相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平并垂直紙面對(duì)外,一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q(q>0)的帶電微粒在此區(qū)域恰好做速度大小為v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;(2)若某時(shí)刻微粒運(yùn)動(dòng)到距地面高度為H的P點(diǎn)時(shí),速度與水平方向成45°角,如圖所示,則該微粒至少須要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到距地面最高點(diǎn)?最高點(diǎn)距地面多高?名師點(diǎn)撥處理帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的基本思路(1)弄清疊加場(chǎng)的組成.(2)進(jìn)行受力分析,確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),留意運(yùn)動(dòng)狀況和受力狀況的結(jié)合.(3)畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,敏捷選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.①當(dāng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),依據(jù)受力平衡列方程求解.②當(dāng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),肯定是電場(chǎng)力和重力平衡,洛倫茲力供應(yīng)向心力,應(yīng)用平衡條件和牛頓運(yùn)動(dòng)定律分別列方程求解.③當(dāng)帶電粒子做困難曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解.素養(yǎng)訓(xùn)練1一個(gè)電子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)(電子重力不計(jì)),則()A.此空間肯定不存在磁場(chǎng)B.此空間肯定不存在電場(chǎng)C.此空間可能只有勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向與電子速度方向垂直D.此空間可能同時(shí)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)素養(yǎng)訓(xùn)練2如圖所示,空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電液滴從靜止起先自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí),速度為零,C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn),則①液滴肯定帶負(fù)電;②液滴在C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大;③液滴在C點(diǎn)電勢(shì)能最??;④液滴在C點(diǎn)機(jī)械能最小,以上敘述正確的是()A.①②B.①②③C.①②④D.②③探究點(diǎn)二帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)歸納總結(jié)1.四種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)模型(1)帶電粒子先在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng),然后垂直進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖:(2)帶電粒子先在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),然后垂直進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng),如圖:(3)帶電粒子先在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),然后垂直進(jìn)入電場(chǎng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),如圖:(4)帶電粒子先在磁場(chǎng)Ⅰ中做圓周運(yùn)動(dòng),然后垂直進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ中做圓周運(yùn)動(dòng),如圖:2.三種常用的解題方法(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng),依據(jù)動(dòng)能定理求速度.(2)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),須要用運(yùn)動(dòng)的合成和分解處理.(3)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),可以依據(jù)磁場(chǎng)邊界條件,畫(huà)出粒子軌跡,用幾何學(xué)問(wèn)確定半徑,然后用洛倫茲力供應(yīng)向心力和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)求解.典例示范例3如圖所示,在x軸上方有垂直于xOy平面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E.一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)沿著y軸正方向射出,射出之后,第三次到達(dá)x軸時(shí),它與點(diǎn)O的距離為L(zhǎng),求此粒子射出時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)的總路程s(重力不計(jì)).名師點(diǎn)撥帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)的組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)通常按時(shí)間的先后依次分成若干個(gè)小過(guò)程,在每一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中從粒子的受力性質(zhì)、受力方向和速度方向的關(guān)系入手,分析粒子在電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng).畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡是解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵.素養(yǎng)訓(xùn)練3如圖所示,在平面坐標(biāo)系xOy內(nèi),第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在半徑為L(zhǎng)的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)圓心在M(L,0)點(diǎn),磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面對(duì)外.一帶正電粒子從第Ⅲ象限中的Q(-2L,-L)點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射出,恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng),之后從P(2L,0)點(diǎn)射出磁場(chǎng).不計(jì)粒子重力,求:(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向;(2)電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比;(3)粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比.素養(yǎng)訓(xùn)練4在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng),經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng),最終從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng),如圖所示.不計(jì)粒子重力,求:(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN;(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑r;(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.隨堂演練·自主檢測(cè)——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.如圖所示,正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d,電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的不計(jì)重力的帶正電粒子由場(chǎng)的左邊緣自靜止釋放,粒子在電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)的右邊緣離開(kāi)電磁場(chǎng),若離開(kāi)場(chǎng)時(shí)粒子的速度大小為v,則整個(gè)過(guò)程中()A.粒子沿電場(chǎng)線方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.v=2EqdD.v=Eqd2.(多選)一個(gè)重力忽視不計(jì)的帶電粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向向右射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,穿出電場(chǎng)后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域.設(shè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域有明確的分界線,且分界線與電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行,如圖中的虛線所示.在如圖所示的幾種狀況中,可能出現(xiàn)的是()3.如圖,空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上(與紙面平行),磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里,三個(gè)帶正電的微粒a、b、c電荷量相等,質(zhì)量分別為ma、mb、mc,已知在該區(qū)域內(nèi),a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng).下列選項(xiàng)正確的是()A.ma>mb>mcB.mb>ma>mcC.mc>ma>mbD.mc>mb>ma4.(多選)在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),存在一個(gè)方程為x2+y2=0.25(m)的圓,在x<0的半圓區(qū)域內(nèi)存在沿x軸正方向的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=1V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng),在x>0的半圓區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一帶電荷量q=1.0×10-6C、質(zhì)量m=1.25×10-15kg的帶電粒子從坐標(biāo)(-R,0)處無(wú)初速度飄入電場(chǎng),經(jīng)電場(chǎng)加速后,平行于y軸離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域.忽視粒子所受重力.下列說(shuō)法正確的是()A.粒子沿y軸正方向離開(kāi)磁場(chǎng)B.粒子沿y軸負(fù)方向離開(kāi)磁場(chǎng)C.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1×10-2TD.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1×10-4T5.(多選)在半導(dǎo)體離子注入工藝中,初速度和重力均可忽視的磷離子P+和P3+,經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后,垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面對(duì)里、有肯定的寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖所示.已知離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)θ=30°后從磁場(chǎng)右邊界射出.在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),離子P+和P3+()A.在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1∶2B.在電場(chǎng)中的加速度之比為1∶1C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1∶2D.離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1∶36.如圖,足夠長(zhǎng)的絕緣豎直桿處于正交的勻強(qiáng)電磁場(chǎng)中,電場(chǎng)方向水平向左、場(chǎng)強(qiáng)大小為E,磁場(chǎng)方向水平向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的小圓環(huán)套在桿上(環(huán)內(nèi)徑略大于桿的直徑)無(wú)初速度下滑.若重力加速度大小為g,圓環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μqE<mg),圓環(huán)電荷量不變,則能反映圓環(huán)下滑過(guò)程中速度v隨時(shí)間t變更關(guān)系的圖像是()7.兩平行板間有水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一根長(zhǎng)為L(zhǎng),不行伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩,一端連著一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球,另一端固定于O點(diǎn).把小球拉起直至細(xì)線與電場(chǎng)線平行,然后無(wú)初速度釋放.已知小球擺到最低點(diǎn)另一側(cè),線與豎直方向的最大夾角為θ=53°,重力加速度為g.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)(1)小球帶什么電?(2)求靜電力F跟重力的比值.(3)求小球到最低點(diǎn)的速度大?。?4)求經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí),細(xì)線對(duì)小球的拉力的大小.專(zhuān)題(一)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵實(shí)力·合作探究探究點(diǎn)一【典例示范】例1解析:因?yàn)槲⒘W鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以微粒所受合力為零,受力分析如圖所示,微粒在重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡狀態(tài),可知,qE=mg,qvB=2mg,得電場(chǎng)強(qiáng)度E=mgq,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2mg答案:A例2解析:(1)因微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則qE=mg解得E=mgq(2)如圖所示,當(dāng)微粒第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),α=135°,則t=α2πT=135°又T=2所以t=3微粒在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力供應(yīng)向心力,有qvB=mv解得R=mv則H1=R+Rsin45°+H=H+2+2答案:(1)mgq方向豎直向下(2)3πm4qB素養(yǎng)訓(xùn)練1解析:若此空間只存在磁場(chǎng),當(dāng)v∥B時(shí),電子不會(huì)偏轉(zhuǎn),A錯(cuò)誤;當(dāng)此空間只存在勻強(qiáng)電場(chǎng),電子運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)線平行時(shí),運(yùn)動(dòng)方向不變更,B錯(cuò)誤;此空間若只有勻強(qiáng)磁場(chǎng),且方向與電子速度方向垂直時(shí),電子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;此空間若同時(shí)有電場(chǎng)和磁場(chǎng),且E⊥B,當(dāng)qE=qvB時(shí),電子將做勻速直線運(yùn)動(dòng),D正確.答案:D素養(yǎng)訓(xùn)練2解析:液滴偏轉(zhuǎn)是由于受洛倫茲力作用,據(jù)左手定則可推斷液滴肯定帶負(fù)電.液滴所受電場(chǎng)力必向上,而液滴能夠從靜止起先向下運(yùn)動(dòng),是因?yàn)橹亓Υ笥陔妶?chǎng)力.由A→C合力做正功,故在C處液滴的動(dòng)能最大.而由于A→C克服電場(chǎng)力做功最多,電勢(shì)能增加最多,又機(jī)械能與電勢(shì)能的和不變,因此,由A→C機(jī)械能減小最多,故液滴在C點(diǎn)機(jī)械能最?。蔬xC.答案:C探究點(diǎn)二【典例示范】例3解析:粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng),在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng).畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖所示,由圖可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期后第一次通過(guò)x軸進(jìn)入電場(chǎng),在電場(chǎng)中做勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為零,再反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),以原來(lái)的速度大小反方向進(jìn)入磁場(chǎng),即其次次通過(guò)x軸,接著粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),半個(gè)周期后第三次通過(guò)x軸.由幾何關(guān)系可知R=L4在磁場(chǎng)中,有qvB=mv2由①②解得v=BqRm=BqL設(shè)粒子在電場(chǎng)中的最大位移是l依據(jù)動(dòng)能定理有Eql=12mv2由③④解得l=qB粒子第三次到達(dá)x軸時(shí),運(yùn)動(dòng)的總路程為s=2πR+2l=πL答案:BqL素養(yǎng)訓(xùn)練3解析:(1)設(shè)粒子的質(zhì)量和所帶電荷量分別為m和q,粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律得2L=v0t1L=12at12粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)沿+y方向分速度為vy=at1=v0因tanα=vyv0即帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與x軸成45°角斜向上粒子在磁場(chǎng)中的速度為v=2v0.(2)由牛頓其次定律得Bqv=mv由幾何關(guān)系得r=2L則B=mv由(1)中各式可得E=m則EB=v(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T=2πr粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2=14T=由(1)可得粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=2L則t2t1答案:(1)2v0與x軸成45°角斜向上(2)v02素養(yǎng)訓(xùn)練4解析:粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩者的連接點(diǎn)是N點(diǎn)的速度.(1)設(shè)粒子過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度為v,有v0v=cosθ,v=2v粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程,有qUMN=1所以U(2)如圖所示,粒子在磁場(chǎng)中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑為O′N(xiāo),有qvB=mv2r,所以r=mvqB(3)由幾何關(guān)系得ON=rsinθ,設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,有ON=v0t1,所以t1=ONv0=rsinθv粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=2π設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,有t2=π-θ2πT=π-所以t=t1+t2=33答案:13mv022q隨堂演練·自主檢測(cè)1.解析:對(duì)帶電粒子受力分析可知,受恒定的水平向右的電場(chǎng)力,洛倫茲力F洛=qvB,與速度方向垂直且在變更,所以合外力在變更,方向與速度不共線,粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤;粒子在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中,洛倫茲力不做功,只有電場(chǎng)力做功,由動(dòng)能定理得qEd=12mv2,解得v=2qEd答案:C2.解析:A、C選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn),所以粒子帶正電,再進(jìn)入磁場(chǎng)后,A圖中粒子應(yīng)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),A正確,C圖中粒子應(yīng)順時(shí)針運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;同理可以推斷D正確,B錯(cuò)誤.答案:AD3.解析:由題意知mag=qE,mbg=qE+Bqvb,mcg+Bqvc=qE,所以mb>ma>mc,故選B.答案:B4.解析:由題可知粒子帶正電,進(jìn)入磁場(chǎng)后向上偏轉(zhuǎn),粒子沿y軸正方向離開(kāi)磁場(chǎng),故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖所示,由圖利用幾何學(xué)問(wèn)可求得,粒子的軌跡半徑r=2

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