高考物理《带电粒子在复合场中的运动》复习学案

图7

【例2】 (2008·江苏高考改编)在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带电荷量为＋q的小球在O点静止释放，小球的运动曲线如图7所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍，重力加速度为g.求：

(1)小球运动到任意位置P(x，y)的速率v； (2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym；

(3)欲使小球沿x轴正向做直线运动，可在该区域加一匀强电场，试分析加电场时，小球在什么位置，所加电场的场强为多少？方向如何？

二、带电粒子在复合场中有约束情况下的运动

带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，

并注意洛伦兹力不做功的特点，用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果．

图8

【例3】 如图8所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0×10－4 kg，带4.0×10－4 C正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E＝10 N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ＝0.2，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度．(设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10 m/s2)

【基础演练】 1.

图9

(2009·广东单科·11)如图9所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )

A．滑块受到的摩擦力不变

B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D．B很大时，滑块可能静止于斜面上

图10

2．(2011·福建福州月考)如图10所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，

电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀动．已知电场强度为E，磁感应强度为B，则环绕速度分别为( )

qEEA.g，B

qR

C．B

g，qgR

B2qREB.E，B

qEBgR D.g，E

速圆周运液滴的质量和

3．一带正电的粒子以速度v0垂直飞入如图11所示的电场和磁场共有的区域，B、E及v0三者方向如图所示，已知粒子在运动过程中所受的重力恰好与电场力平衡，则带电粒子在运动过程中( )

A．机械能守恒 B．动量守恒 C．动能始终不变

D．电势能与机械能总和守恒

图12

4．(2010·北京东城二模)如图12所示，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，一质子沿极板方向以速度v0从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过．不计质子重力，下列说法正确的是( )

A．若质子以小于v0的速度沿极板方向从左端射入，它将向上偏转 B．若质子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过