DθBU1U2vL高二物理备课组粒子运动专题共学案专题二带电粒子组合场中的运动学习目标1．明确重力场、电场、磁场的力的特征和功能特点.2、掌握带电粒子在组合场中的运动的分析方法.共学活动例1．如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C，从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=30º，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm，重力忽略不计。求：⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1；⑵偏转电场中两金属板间的电压U2；⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？变式1.如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d，电场方向在纸平面内竖直向下，而磁场方向垂直于纸面向里，一带正电的粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场，从A点出电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半，当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，已知d、v0(带电粒子重力不计)，求：(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v；(2)电场强度E和磁感应强度B的比值.例2．图中虚线AB右侧是磁感应强度为B1的匀强磁场，左侧是磁感应强度为B2的匀强磁场．已知．磁场的方向都直于图中的纸面并指向纸面内．现有一带正电的粒子自图中O处以初速度v开始向右运动，求从开始时刻到第10次通过AB线向右运动的时间内，该粒子在AB方向的位移和平均速度．高二物理备课组粒子运动专题共学案变式2.如图所示，在平面直角坐标系xOy平面内，x<0的区域内没有电场和磁场；ax0区域内有一匀强电场区，电场方向沿x轴正方向；x=0处的各点电势为零，x=a处各点电势为a，在x>a处充满匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里。现有一带电粒子，质量为m，电荷量为q，在x=0，y=0的位置由静止开始自由释放，求：（1）靶子M的坐标是x=a，y=b，带电粒子击中靶子时的速度多大？（2）磁感应强度为多大时，带电粒子才能击中靶子M？例3．如图甲所示，在xOy平面内加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律如图乙所示（规定竖直向上为电场强度的正方向，垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）．在t=0时刻，质量为m、电荷量为q的带正电粒子自坐标原点O处以v0=2πm/s的速度沿x轴正向水平射入．已知电场强度E0=2m/q、磁感应强度B0=2m/q，不计粒v0B2B1BAO高二物理备课组粒子运动专题共学案子重力．求：⑴t=πs时粒子速度的大小和方向；⑵πs～2πs内，粒子在磁场中做圆周运动的半径；⑶画出0～4πs内粒子的运动轨迹示意图；（要求：体现粒子的运动特点）变式3.在如图所示的空间里，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=2πm/q．在竖直方向存在交替变化的匀强电场如图（竖直向上为正），电场大小为E0=mg/q．一倾角为θ长度足够长的光滑绝缘斜面放置在此空间．斜面上有一质量为m，带电量为–q的小球，从t=0时刻由静止开始沿斜面下滑，设第5秒内小球不会离开斜面，重力加速度为g．求：⑴画出0～6s内粒子的运动轨迹示意图⑵第6秒内小球离开斜面的最大距离．拓展：若第19秒内小球未离开斜面，则θ角的正切值应满足什么条件？巩固提升1．粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量高二物理备课组粒子运动专题共学案为+e，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（）A．不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速α粒子B．加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大C．质子被加速后的最大速度不能超过2πRfD．质子第二次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶12.如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，各边界面相互平行，Ⅰ区域存在匀强电场，电场强度E=1.0×104V/m，方向垂直边界面向右．Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场，磁场的方向分别为垂直纸面向...
