高考探究带点粒子在三类典型场中的运动题型1:带电粒子在组合场中的运动问题1
带电粒子在组合场中的运动规律(1)带电粒子在匀强电场中,若初速度与电场线平行,做匀变速直线运动;若初速度与电场线垂直,做类平抛运动
(2)带电粒子在匀强磁场中,若速度与磁感线平行,做匀速直线运动;若速度与磁感垂直,做匀速圆周运动2
带电粒子在组合场中运动的处理方法(1)分析带电粒子在各场中的受力情况和运动情况
(2)画出粒子的运动轨迹图,并运用几何知识,寻找关系
(3)选择合适的物理规律,列方程:对于类平抛运动,一般分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的匀加速直线运动;对粒子在磁场中做匀速圆周运动的情况,一般都是洛伦兹力提供向心力
(4)分析并确定粒子在组合场交界位置处的速度大小与方向
该速度往往是联系两个运动过程的桥梁
(2017·黑龙江大庆实验中学检测)如图所示,直角坐标系中的第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的带正电的粒子,在-x轴上的a点以速度v0与-x轴成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
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的运动时间之比
[例1](2017·大庆铁人中学模拟)如图所示,离子源A产生的初速度为零、带电量均为q,质量不同的正离子,被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入平行板间的匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场,已知∠MNQ=90°,HO=d,HS=2d
(忽略粒子所受重力)(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角θ;(2)求质量为m的正离子在磁场中做圆周运动的半径;(3)若质量为9m的正离