磁场导学案3

1带电粒子在复合场中运动问题（一）学习目标1、掌握带电粒子在复合场中的运动问题，学会该类问题的一般分析方法。2、培养学生正确分析带电粒子在复合场中的受力及运动过程。3、能够从实际问题中获取并处理信息，提高分析解决实际问题的能力。学习重点1、认识复合场中的组合场2、掌握组合场的解题思路知识点梳理1、复合场：同时存在电场和磁场的区域，同时存在磁场和重力场的区域，同时存在电场、磁场和重力场的区域，都叫做复合场。在某一区域几种场交替出现也可叫复合场2、三种场力的特点大小方向做功特点注意点重力始终为mg始终竖直向下与路径无关，与竖直高度差有关，WG=mgh（1）基本粒子可不计重力（2）带电粒子在电场中一定受电场力，而只有运动的电荷才有可能受洛伦兹力作用电场力F=qE与场强方向非同即反与路径无关，与始终位置的电势差有关，WAB=qUAB洛伦兹力F洛=qvBSinɑ垂直于速度和磁感应强度的平面无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功3、带电粒子在复合中的运动性质（1）在粒子连续运动时，一般须同时考虑电场力、洛伦兹力的作用。对于带电粒子，一般不考虑重力，对于带电微粒，一般考虑重力。（当题目有暗示时除外）（2）当带电体所受合外力为零时，将处于静止或匀速直线运动状态。（3）当带电体在匀强场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，其余各力的合力必为零。（4）当带电体所受合力大小与方向均变化时，将做非匀变速曲线运动。（5）带电休所受重力、电场力与洛伦兹力性质各不相同，做功情况也不同，应予区别。4、解决问题的基本观点：（1）动力学观点：牛顿三大定律和运动学规律（2）能量观点：动能定理和能量守恒定律新知识学习：一、具有明显界线的匀强电场和匀强磁场的组合场（交替场）解题思路：①把复杂的运动过程分段处理②画出轨迹，不同阶段选相应物理规律。③注意抓住连接处状态点的分析（受力、运动状态分析）例1、如图所示，图中y轴右侧为磁感应强度为B的匀强磁场，y轴的左侧为电场强度为正的匀强电场，现有一电子从x轴上某点A与x轴成60°角的方向以速度v0飞进磁场中运动，继而垂直于y轴飞进电场中，若电子的质量为m，带电量为e，问：（1）电子在磁场中飞行时间多大？（2）电子再次穿过x轴时，距原点O的距离为多少？2二、叠加场（电场与磁场复合；磁场与重力场复合；三场复合）1．带电粒子在复合场中的直线运动例2、如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场区域内（磁场垂直纸面向里），有一离子（不计重力）从匀强电场左边飞入，恰能沿直线飞过此区域，则（）A．若离子带正电，E方向应向下B．若离子带负电，E方向应向上C．若离子带正电，E方向应向上D．不管离子带何种电荷，E的方向都向下2、带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动。必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力例4、一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。例5、如图所示，坐标系xoy位于竖直平面内，所在空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x＜0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一个带电油滴经图中x轴上的M点，沿着直线MP做匀速运动，图中α=300，经过P点后油滴进入x＞0的区域，要使油滴在x＞0的区域内做匀速圆周运动，需要在该区域内加一个匀强电场。若带电油滴沿弧PN做匀速圆周运动，并垂直于x轴通过轴上的N点。已知重力加速度为g。（1）判断油滴的带电性质；（2）求油滴运动的速率；（3）求在x＞0的区域内所加电场的场强；（4）求油滴从M点出发运动到N点所用的时间。8．如图33所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场的方向垂直纸面向里，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是A．若撤去电场，P可能做匀加速直线运动B．若撤去磁场，P可能做匀加速直线运动C．若给P一初速度，P可能做匀速直线运动D．若给P一初速度，P可能做顺时针方向的匀速圆周运动9．带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图4所示运动中经过b点，Oa＝Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒EBxyNMEBPOa3子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比EB为()A．v0B.1v0C．2v0D.v0210．在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求：(1)M、N两点间的电势差UMN(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r(3)粒子从M点运动到P点的总时间t12．如图所示，一带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为h，边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场，同时还有匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能作匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知ab=L，求：（1）该匀强磁场的磁感强度B的大小和方向；（2）小球从P经a至b时，共需时间为多少？1、如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E，一质量为m，电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与点O的距离为L，求此粒子射出的速度v和运动的总路程s.(重力不计)例2、如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝h2处的P3点。不计重力。求（l）电场强度的大小。（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。（3）磁感应强度的大小。BPNbaMEhL第1题4例3、如图所示，实线表示处在竖直平面内的匀强电场的电场线，与水平方向成α解，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成β角，α＞β，则下列说法正确的是（）A、液滴一定做匀速直线运动；B、液滴一定带正电；C、电场线一定斜向上；D、液滴可能做匀变速直线运动。yxP1P2P3O