2024-2025学年物理教科版（2019）选择性必修第二册 第1章 磁场对电流的作用 专题提升四 带电粒子在复合场中的运动 课件

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专题提升四　带电粒子在复合场中的运动第一章　磁场对电流的作用1.会分析带电粒子在组合场中的运动问题。2.会分析带电粒子在叠加场中的运动问题。学习目标目 录CONTENTS随堂对点自测02提升1提升2　带电粒子在叠加场中的运动提升1　带电粒子在组合场中的运动提升1　带电粒子在组合场中的运动带电粒子在电场、磁场组合场中的运动是指粒子从电场到磁场或从磁场到电场的运动。通常按时间的先后顺序分成若干个小过程，在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和速度方向的关系入手，分析粒子在电场中做什么运动，在磁场中做什么运动。1.在电场中运动 (1)若初速度v0与电场线平行，粒子做匀变速直线运动。 (2)若初速度v0与电场线垂直，粒子做类平抛运动。2.在磁场中运动(1)若初速度v0与磁感线平行，粒子做匀速直线运动。(2)若初速度v0与磁感线垂直，粒子做匀速圆周运动。3.解题方法角度1　从磁场进入电场例1 如图所示，直角坐标系的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴负半轴上的a点以速度v0沿与x轴负方向成60°角射入磁场，从y＝L处的b点垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x＝2L处的c点。不计重力，求：(1)磁感应强度B的大小；(2)电场强度E的大小；(3)粒子在磁场和电场中运动时间的比值。解析　(1)带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。由几何关系可知AD例2 (多选)如图所示，在x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方的等腰直角三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a，现将质量为m、电荷量为＋q的粒子从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是(　　)提升2　带电粒子在叠加场中的运动1.叠加场电场、磁场、重力场叠加，或其中某两场叠加。2.是否考虑粒子重力对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与静电力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力。3.带电粒子在叠加场中的常见运动ACD例3 (多选)质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法正确的是(重力加速度为g)(　 　)带电粒子在叠加场中运动问题的分析方法训练 如图所示，在地面附近有范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁场。匀强磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向外，一质量为m、带电荷量为－q(q>0)的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的匀速圆周运动(重力加速度为g)。(1)求此区域内电场强度的大小和方向；(2)若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点，速度与水平方向成45°角，如图所示。则该微粒至少需要经过多长时间才能运动到最高点？最高点距地面多高？随堂对点自测2A1.(带电粒子在组合场中的运动)(2022·广东卷)如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是(　　)解析　由题意知当质子垂直Oyz平面进入磁场后先在MN左侧运动，刚进入时根据左手定则可知质子受到沿y轴正方向的洛伦兹力，做匀速圆周运动，即质子会向y轴正方向偏移，y轴坐标增大，在MN右侧磁场方向反向，由对称性可知，A正确，B错误；质子的运动轨迹在Ozx平面的投影为一条平行于x轴的直线，C、D错误。BD2.(带电粒子在叠加场中的运动)(多选)(2024·福建龙岩期末)如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B、电场强度为E，质量为m的带电小球在场中恰好处于静止状态。现将匀强磁场方向顺时针旋转90°，同时给小球一个垂直磁场方向向下的速度v，关于小球之后的运动，下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　)BC3.(带电粒子在组合场中的运动)(多选)在如图所示的坐标系中，y>0的空间中存在匀强电场，场强方向沿y轴负方向；－1.5h