2019版创新设计总复习高中物理课件:第九章+磁场第九章+基础课2.pptx
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带电粒子在复合场中的运动认真阅读题目、分析题意、搞清题述物理状态及过程,并用简图(示意图、运动轨迹图、受力分析图、等效图等)将这些状态及过程表示出来,以展示题述物理情境、物理模型,使物理过程更为直观、物理特征更加明显,进而快速简便解题。
典例】 (20分)(2017·合肥二模)如图所示,直线y =x 与y 轴之间有垂直于xOy 平面向外的匀强磁场B 1,直线x =d 与y =x 间有沿y 轴负方向的匀强电场,电场强度E =1.0×104 V/m ,另有一半径R =1.0 m 的圆形匀强磁场区域,磁感应强度B 2=0.20 T ,方向垂直坐标平面向外,该圆与直线x =d 和x 轴均相切,且与x 轴相切于S 点。
一带负电的粒子从S 点沿y 轴的正方向以速度v 0进入圆形磁场区域,经过一段时间进入磁场区域B 1,且第一次进入磁场B 1时的速度方向与直线y =x 垂直。
粒子速度大小v 0=1.0×105 m/s ,粒子的比荷为q m =5.0×105 C/kg ,粒子重力不计。
求:(1)坐标d 的值;(2)要使粒子无法运动到x 轴的负半轴,则磁感应强度B 1应满足的条件。
教你审题“抽象思维”――→转化为“形象思维”(1)“一带负电的粒子从S 点沿y 轴进入圆形磁场区域”在磁场B 2中,由qB 2v 0=mv 20r ,得r =1 m =R(2)“经过……且第一次进入磁场B 1时速度方向与直线y =x 垂直”由(1)可知粒子进入电场做“类平抛运动”,见解析图甲所示。
(3)“要使粒子无法运动到x 轴的负半轴”,见解析图乙所示。
规范解答(1)带电粒子在匀强磁场B 2中运动, 由牛顿第二定律得qB 2v 0=mv 20r ,(2分) 解得r =1 m =R (1分)粒子进入匀强电场以后,做类平抛运动,设水平方向的位移为x 1,竖直方向的位移为y 1,则水平方向:x 1=v 0t 2(1分) 竖直方向:y 1=12at 22=v y2t 2(1分)其中:a =qEm ,联立解得x 1=2 m ,y 1=1 m(1分) 带电粒子运动轨迹如图甲所示:甲由几何关系得d =R +y 1+x 1=4 m 。