资源简介

(共53张PPT)
复合场中的运动
洛伦兹力的应用
洛伦兹力
定义
与安培力的关系
电荷在磁场中所受的力．
通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的 ，而洛伦兹力是安培力的微观解释．
合力或宏观表现
运动
大小
FB=Bq
B V

B与V的夹角为
FB=Bq
V
B
FB=Bq sin
FB=B垂直q
最大
B V
//
FB=0
洛伦兹力
方向
I
FB
B
I
FB
B
+
-
V
V
FB B ，FB V ， FB B 与V决定的平面



正电荷，四指指向
与运动方向相同
负电荷，四指指向
与运动方向相反
左手定则
+
洛伦兹力
方向
I
FB
B
I
FB
B
+
-
V
V
FB B ，FB V， FB B 与V决定的平面



正电荷，四指指向
与运动方向相同
负电荷，四指指向
与运动方向相反
左手定则
FB
V
Bq =m
=
T=
T=
半径公式
周期公式
比荷相同的粒子，在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相等，与速度和半径无关。
V
FB
V
FB
V
O
V
速度偏转角
圆心角
弦切角
圆周角
=
切线
割线--弦
V
一条弦对应的弦切角相等
中垂线
线四角
r
r
圆的基本知识
解题基本步骤
第一步：定圆心
第二步：找半径
第三步：找角度
第四步：构造直角三角形
两条半径的交点。
一条半径和弦的中垂线的交点。
求速度、磁感应强度、比荷。
求时间找圆心角或速度偏转角。
找长度和角度的关系。
Bq =m
T=
T=
t=
Bq =m
T=
T=
t=
匀速圆周运动
专题一：直线运动
类型一：不计重力
速度选择器
不计重力
+
+++++++++++++++++++++++++++++++
------------------------------------------
-
qE
Bq
qE
Bq
1
2
匀速直线运动
qE
Bq
qE
Bq
qE
Bq
正电荷偏向上极板
负电荷偏向下极板
正电荷偏向下极板
负电荷偏向上极板
请判断
磁场方向
请判断
电场方向
(多选)如图所示，一质子(不计重力)以速度v穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，则(　　)
A．若电子以相同速度v射入该区域，将会发生偏转
B．无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转
C．若质子的速度v′D．若质子的速度v′>v，它将向上偏转，其运动轨迹既不是
圆弧也不是抛物线
跟我走
大显身手
例1
类型二：要计重力
(多选)如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直于纸面向里，3个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动．比较它们重力的关系，正确的是(　　)
A．Ga最大　　　　　
B．Gb最小
C．Gc最大
D．Gb最大
跟我走
大显身手
例2
如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m、带电荷量为q的微粒以速度v与磁场方向垂直，与电场成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，求电场强度E和磁感应强度B的大小．
跟我走
大显身手
例3
(多选)地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场(未画出)和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，如图所示，由此可以判断(　　)
A．油滴一定做匀速运动
B．油滴可以做变速运动
C．如果油滴带正电，它是从N点运动到M点
D．如果油滴带正电，它是从M点运动到N点
味
道
江
湖
1
味
道
江
湖
2
(2017·全国卷Ⅰ)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里．三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc.已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动．下列选项正确的是(　　)
A．ma＞mb＞mc B．mb＞ma＞mc
C．mc＞ma＞mb D．mc＞mb＞ma
如图所示，竖直平面内存在水平方向的匀强电场，电场强度为E，同时存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，纸面内放置一光滑的绝缘细杆，与水平方向成θ＝45°角．质量为m、带电荷量为q的金属小环套在细杆上，以初速度v0沿着细杆向下运动，小环离开细杆后，恰好做直线运动，则以下说法正确的是(　　)
味
道
江
湖
3
质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。
味
道
江
湖
4
+
质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大， 求
（1）运动过程中小球的最大加速度和最大速度。
（2）若小球下降的高度为h时获得最大速度，求此过程中产生的热量Q等于多少？
味
道
江
湖
5
质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大， 求：
（1）运动过程中小球的最大加速度和最大速度。
（2）若小球沿杆下降的距离为L时获得最大速度，求此过程中产生的热量Q等于多少？
味
道
江
湖
6
专题二：圆周运动
如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入由互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B构成的复合场中(E和B已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则(　　)
跟我走
大显身手
例1
太
明
论
理
如图所示，空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，重力加速度为g，则液滴环绕速度大小及方向分别为(　　)
味
道
江
湖
1
空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点．不计重力，则(　　)
A．该离子带负电
B．A、B两点位于同一高度
C．到达C点时离子速度最大
D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点
味
道
江
湖
2
如图所示，空间存在竖直向上的匀强电场和水平的匀强磁场(垂直纸面向里)．一带正电的小球从O点由静止释放后，运动轨迹如图中曲线OPQ所示，其中P为运动轨迹中的最高点，Q为与O同一水平高度的点．下列关于该带电小球运动的描述，正确的是(　　)
A．小球在运动过程中受到的磁场力先增大后减小
B．小球在运动过程中电势能先增加后减少
C．小球在运动过程中机械能守恒
D．小球到Q点后将沿着曲线QPO回到O点
味
道
江
湖
3
专题二：组合场中的运动
(多选) 一带负电粒子的质量为m、电荷量为q，空间中一平行板电容器两极板S1、S2间的电压为U.将此粒子在靠近极板S1的A处无初速度释放，经电场加速后，经O点进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场(右边界平行S2)，图中虚线Ox垂直极板S2，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方向的夹角θ＝60°，如图所示，整个装置处于真空中，不计粒子重力，则(　　)
跟我走
大显身手
例1
太
明
论
理
如图所示，坐标空间中有匀强电场和匀强磁场，电场方向沿y轴负方向，磁场方向垂直于纸面向里，y轴是两种场的分界面，磁场区的宽度为d，现有一质量为m、电荷量为－q(q>0)的带电粒子从x轴上x＝－L的N点处以初速度v0沿x轴正方向开始运动，然后经过y轴上y＝的M点进入磁场，不计带电粒子重力，求：
(1)求y轴左侧电场的场强E的大小；
(2)若要求粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，求磁感应强度应满足的条件．
味
道
江
湖
1
太
明
论
理
如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面由内向外的匀强磁场，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，θ＝45°.现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，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(　　)
跟我走
大显身手
例2
太
明
论
理
如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M(L,0)点，磁场方向垂直于坐标平面向外．一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(－2L，－L)点以速度v0沿x轴正方向射入，恰好从坐标原点O进入磁场，从P(2L,0)点射出磁场，不计粒子重力，求：
(1)电场强度与磁感应强度大小的比值；
(2)粒子在磁场与电场中运动时间的比值．
跟我走
大显身手
例3
太
明
论
理
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场．现在MN上的点F(图中未画出)接收到该粒子，且GF＝R，则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)(　　)
味
道
江
湖
2
太
明
论
理
　如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有竖直向上的匀强电场E，圆心O1在x轴上，半径为R且过坐标原点O的圆内有垂直纸面向外的匀强磁场B.一质量为m、带电荷量为q的正粒子从圆上P点正对圆心O1以速度v0射入磁场，从坐标原点O离开磁场，接着又恰好经过第一象限的Q(a，b)点，已知PO1与x轴负方向成θ角，不计粒子重力，求：
(1)场强E及磁感应强度B的大小；
(2)粒子从P运动到Q的时间．
跟我走
大显身手
例4
太
明
论
理
如图所示的直角坐标系中，第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E＝400 N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，其沿x轴方向的宽度OA＝20 cm，沿y轴负方向宽度无限大，磁感应强度B＝1×10－4 T．现有一比荷为＝2×1011 C/kg的正离子(不计重力)，以某一速度v0从O点射入磁场，其方向与x轴正方向夹角α＝60°，离子通过磁场后刚好从A点射出，之后进入电场．求：
(1)离子进入磁场的速度v0的大小；
(2)离子进入电场后，经过多长时
间再次到达x轴上．
味
道
江
湖
3
如图所示，在第一象限内，存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B0的匀强磁场Ⅱ.一质量为m、电荷量为＋q的粒子，从x轴上M点以某一初速度垂直于x轴进入第四象限，在xOy平面内，以原点O为圆心 做半径为R0的圆周运动；随后进入电场运动至y轴上的N点，沿与y轴正方向成45°角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于x轴进入第四象限．不计粒子重力．求：
(1)带电粒子从M点进入第四象限时初速度的大小v0；
(2)电场强度的大小E；
(3)磁场Ⅰ的磁感应强度的大小B1.
(4)粒子到达x轴的位置以及从M点到到达x轴所经历的时间.
跟我走
大显身手
例5
太
明
论
理
如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°角．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一段时间T0，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计粒子的重力．
(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间；
(2)若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值．
味
道
江
湖
4
太
明
论
理
如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°角．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；不计粒子的重力．
(1)求粒子从P点出发至第一次
到达x轴的位置及所需的时间；
(2) 求粒子第四次到达x轴的位置
(3) 求粒子从P点出发到第四次到
达x轴所经历的时间。
味
道
江
湖
5
华
山
论
剑
之
太明论理
味道江湖

展开更多......

收起↑