高三物理电场和磁场北师大版知识精讲VIP专享VIP免费

高三物理电场和磁场北师大版【本讲教育信息】一.教学内容：电场和磁场【典型例题】例1.如图所示，空间分布着场强为E的匀强电场和匀强磁场B1、B2，且磁感强度大小B1＝B2＝B，磁场B2的区域足够大，电场宽度为L。一带电粒子质量为m，电量为q。不计重力，从电场边缘A点由静止释放该粒子经电场加速后进入磁场，穿过磁场B1区域（图中虚线为磁场分界线，对粒子运动无影响。）进入磁场B2，粒子能沿某一路径再次返回A点，然后重复上述运动过程。求：（1）粒子进入磁场时的速度大小v。（2）磁场B1的宽度在d。（3）粒子由A点出发至返回A点需要的最短时间t。解析：（）、均相同，所以相同，由△可知221212112BvROOAAOOORR'cos'∴°，·°606032126dRmvBqBmElqsin（）电场中，3221tSalmqEBtTBtT1223656中：，中：tttt总221232273mlqEmqB用心爱心专心115号编辑例2.如图所示为示波管的原理图，电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YY'和XX'，设偏转电极的极板长均为l1，板间距离均为d，偏转电极XX'的右端到荧光屏的距离为l0。电子电量为e，质量为m（不计偏转电极YY'和XX'二者之间的间距），在YY'、XX'偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。求：（1）若只在YY'偏转电极上加电压UYY'＝U1（U1＞0），则电子到达荧光屏上的速度多大？（2）在第（1）问中，若再在XX'偏转电板上加上UXX'＝U2（U2＞0），试在荧光屏上标出亮点的大致位置，并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值。解析：（1）)(22100020eqmqUvqUmv在电场中：在偏转电场中，·yvateUmdlveUlmdmeUy1101102vvveUmeUlmdUy202012122022（2）电子在y电场中偏移距离：用心爱心专心115号编辑yateUmdlvUlUd1211202112012124·根据相似三角形yylllyUlUdll1101110103212432()同理在方向，侧移距离·xx'xateUmdlvUlUd1221202212012124根据相似三角形xxlllxUlUdll110121010121242()所以电子打在荧光屏上坐标为，[()()]UlUdllUlUdll210101101042432例3.在如下图所示的xOy平面内（y轴正方向竖直向上）存在着水平向右的匀强电场，有一带正电的小球自坐标原点O沿y轴正方向竖直向上抛出，它的初动能为4J，不计空气阻力。当它上升到最高点M时它的动能为5J。求：（1）试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做什么运动。（2）在图中画出带电小球从抛出点O到落到与O在同一水平线上的O'点的运动轨迹示意图。（3）带电小球落回到O'点时的动能。解析：（1）竖直方向：重力向下，初速v0向上，做匀减速直线或上抛运动。水平：电场力向右，初速度为0，匀加速直线；（2）竖直：小球向上运动和向下运动时间相等。水平：，，：：OPatOOatOPOO121221422'()'（3）由于OP：OO'＝1：4用心爱心专心115号编辑∴：：UUOPOO'14小球从到过程：水平方向·OMqEmOPvM22得①qUmvJOPM1252从到过程：OOWK'qUEEJEEJOOKKOKK'，×，45424例4.初速度为零的带正电荷的粒子经AB间电场加速后，从B板的小孔射出，当带电粒子到达P点时，长方形abcd区域内立即出现磁感应强度B=4.0T，方向与纸面垂直并交替变化的磁场（时而垂直纸面向外，时而垂直纸面向内，每1.57×10－2s变化一次），粒子到达P点时磁场方向垂直纸面向外。在O处有一静止中性粒子，PO垂直平分ab、cd，ab=cd=1.6m，POm30.，带电粒子比荷q/m=50C/kg，重力不计。试求：（极板A、B平行于ad，π≈3.14）（1）加速电压U=100V时，带电粒子能否与中性粒子相碰，画出它的轨迹；（2）欲使带电粒子能与中性粒子相碰，加速电压U的最大值为多少？UBAbcdaPO解：（1）设带电粒子到达P点时速度为v。由，得qUmvvqUmms1221002/此时，磁场出现，由，得及qvBmvrrmvqBmTmqBs2205231410..而Ts2157102.可见，每当粒子到达PO直线时，磁场反向。且POm3205(.)故粒子可与中性粒子相撞，轨迹如图所示。（2）依题意，粒子在磁场中运动半径R应满足：KRPOKRabm·为自然数且2208().用心爱心专心11...