2023年新教材高中物理第1章磁场专项1带电粒子在复合场中的运动课件粤教版选择性必修第二册

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第一章　磁场专项一　带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动综合了洛伦兹力、牛顿运动定律、匀速圆周运动、功能关系等知识，同时对于数学的运算能力、空间想象能力、作图能力都有较高要求，是高考命题的热点和重点．一、带电粒子在组合场中的运动1．分阶段(分过程)按照时间顺序和进入不同的区域分成几个不同的阶段．2．受力和运动分析，主要涉及两种典型运动，如下所示．3．应用规律．例1　如图所示，在x>0的空间中，存在沿x轴方向的匀强电场，电场强度 E＝0.2 N/C；在x<0的空间中，存在垂直xOy平面方向的匀强磁场，磁感应强度B＝3.14 T．一带负电的粒子(比荷为1 600 C/kg)，在x＝0.1 m处的d点以v0＝8 m/s的初速度沿y轴正方向开始运动，不计带电粒子的重力．求：(1)带电粒子经多长时间第一次进入磁场，进入磁场时速度多大？带电粒子开始运动后第一次进入磁场时距O点的距离是多少？(2)带电粒子第一次进入磁场后经多长时间再次返回电场？二、带电粒子在叠加场中的运动1．弄清叠加场的组成．2．进行受力分析．3．确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合．4．对于粒子连续通过几个不同种类的场时，要分阶段进行处理．5．画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．(1)当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解．(2)当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，应用牛顿运动定律结合圆周运动规律求解．(3)当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．6．对于临界问题，注意挖掘隐含条件．(1)小球做匀速直线运动的速度v的大小和方向；(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间t.三、带电粒子在交变场中的运动1．解决带电粒子在交变电场、磁场中的运动问题时，关键要明确粒子在不同时间段内、不同区域内的受力特点，对粒子的运动情景、运动性质做出判断．2．这类问题一般都具有周期性，在分析粒子运动时，要注意粒子的运动周期、电场周期、磁场周期的关系．3．带电粒子在交变电场、磁场中运动仍遵循牛顿运动定律、运动的合成与分解、动能定理、能量守恒定律等力学规律．例3　在如图甲所示的正方形平面Oabc内存在着垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的变化规律如图乙所示．一个质量为m、带正电荷量为q的粒子(不计重力)，在t＝0时刻平行于Oc边从O点射入磁场中．已知正方形边长为L，磁感应强度的大小为B0，规定磁场向外的方向为正．求：(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T0.(2)若带电粒子不能从Oa边界射出磁场，磁感应强度变化周期T的最大值．(3)要使带电粒子从b点沿着ab方向射出磁场，满足这一条件的磁感应强度变化的周期T及粒子射入磁场时的速度大小v0.