C.W1>W2D.无法比较
要点二带电粒子在复合场中的运动分析
即学即用
2.如图所示,与电源断开的带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场.某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止开始滑下,经过轨道端点P(轨道上P点的切线沿水平方向)进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.若保持磁感应强度不变,使两板间距离稍减小一些,让小球从比a点稍低一些的b点由静止开始滑下,在经P点进入板间的运动过程中()
A.洛伦兹力对小球做负功
B.小球所受电场力变大
C.小球一定做曲线运动
D.小球仍可能做直线运动
题型1带电粒子在复合场中的平衡问题
【例1】设在地面上方的真空室内存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的,电场强度的大小E=4.0V/m,磁感应强度的大小B=0.15T.今有一个带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电荷量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向.(角度可用反三角函数表示)
题型2带电粒子在复合场中的曲线运动问题
【例2】ab、cd为平行金属板,板间匀强电场场强E=100V/m,板间同时存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度B=4T,一带电荷量q=1×10-8C,质量m=1×10-10kg的微粒,以速度v0=30m/s垂直极板进入板间场区,粒子做曲线运动至M点时速度方向与极板平行,这一带电粒子恰与另一质量和它相等的不带电的微粒吸附在一起做匀速直线运动,不计重力.求:
(1)微粒带何种电荷.
(2)微粒在M点与另一微粒吸附前的速度大小.
(3)M点距ab极板的距离.
2.如图所示,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的匀速圆周运动,已知电场强度为E,磁感应强度为B,则油滴的质量和环绕速度分别为()
A.
B.
C.B
D.
3.如图所示,在互相垂直的水平方向的匀强电场(E已知)和匀强磁场(B已知)中,有一固定的竖直绝缘杆,杆上套一个质量为m、电荷量为+q的小球,它们之间的摩擦因数为μ,现由静止释放小球,试求小球沿棒运动的最大加速度和最大速度.(mg>μqE,小球的带电荷量不变)
4.如图所示,一质量为m,带电荷量为+q的小物体,在水平方向的匀强磁场B中,从倾角为
θ的绝缘光滑足够长的斜面上由静止开始下滑,求:
(1)此物体在斜面Q上运动的最大速度.
(2)此物体在斜面上运动的距离.
(3)此物体在斜面上运动的时间.
【例3】如图8-4-4甲所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场垂直于纸面向里。
一质量为m、带电量为q的微粒以速度v与磁场垂直、与电场成450角射入复合场中恰好做匀速直线运动,求电场E的大小及磁场B的大小。
拓展1、如图8-4-5所示,质量为m、电荷量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上,球与杆的动摩擦因素为μ,匀强电场与匀强磁场的方向如图所示,电场强度为E,磁感应强度为B。
小球由静止释放后沿杆下滑。
设杆足够长,电场与磁场的范围足够大,求球运动过程中小球的最大加速度和最大速度。
【例4】如图8-4-7所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。
在其他象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。
A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O的距离为l。
一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而同过C点进入磁场区域,并在此通过A点,此时速度与y轴正方向成锐角。
不计重力作用。
试求:
(1)粒子经过C点是速度的大小和方向;
(2)磁感应强度的大小B。
●拓展
如图8-4-8所示,在y>0的空间存在匀强电场,场强沿y轴的负方向;在y<0的空间,存在匀强磁场,磁感应应强度垂直于纸面向外。
一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的P1点时速率为v0,方向沿x轴的正方向;然后经过x轴上x=2h,处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2h处的P3点,不计重力,求:
⑴电场强度的大小;
⑵粒子到达P2点时的速度的大小和方向;
⑶磁感应强度的大小。
【例5】竖直的平行金属平板A、B相距d,板长为L,板间的电压为U,垂直于纸面向里、磁感应强度为B的磁场只分布在两板之间,如图8-4-10所示。
带电量为+q、质量为m的油滴从正上方下落并在两板中央进入板内空间。
已知刚进入时电场力大小等于磁场力大小,最后油滴从板的下端点离开,求油滴离开场区时速度的大小?
学生对于本次课的评价:
○特别满意○满意○一般○不满意
学生签字:
一般、不满意,选此两项需要写相关说明。
非常满意、满意,选择此两项不要求写说明。
学科主任批阅意见:
学生作业
学生姓名:
周哲宇授课教师:
章乐班主任:
徐璐科目:
物理
上课时间:
年月日时—时
本次授课内容
授课标题
学习目标
重点难点
课后作业
1、带电粒子(不计重力)所处的状态可能是()
①只在磁场中处于平衡状态②只在电场中做匀速圆周运动
③只在匀强磁场中做平抛运动④只在匀强电场中做匀速直线运动
A、①②B、②③C、③④D、①④
2、空间存在一匀强磁场B,其方向垂直纸面向里,另有一个点电荷+Q的电场,如图所示,一带电粒子-q以初速度v0从某处垂直电场、磁场入射,初位置到点电荷的距离为r,则粒子在电磁场中的运动轨迹不可能为()
A、以点电荷+Q为圆心、以r为半径的在纸平面内的圆周B、沿初速度v0方向的直线
C、开始阶段在纸面内向左偏的曲线D、开始阶段在纸面内向右偏的曲线
3、有一个带电量为+q,重为G的小球,从两竖直的带电平行板上方h处自由落下,两极板间匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示,则带电小球通过有电场和磁场的空间时()
A、一定做曲线运动B、不可能做曲线运动
C、有可能做匀速运动D、有可能做匀加速直线运动
4、如图所示,质量为m、带电量为q的带正电粒子,以初速度v0垂直进入正交的匀强电场E和匀强磁场B中,从P点离开该区域,此时侧向位移为s,则(重力不计)()
A、粒子在P所受的磁场力可能比电场力大B、粒子的加速度为(Eq-Bqv0)/m
C、粒子在P点的速率为
D、粒子在P点的动能为mv02/2-Eqs
5、三个质量相同的质点a、b、c,带有等量的正电荷,它们从静止开始,同时从相同的高度落下,下落过程中a、b、c分别进入如图所地的匀强电场、匀强磁场和真空区域中,设它们都将落到同一水平地面上,不计空气阻力,则下列说法中正确的是()
A、落地时a的动能最大B、落地时a、b的动能一样大
C、b的落地时间最短D、b的落地时间最长
6、一个质量m=0.1g的小滑块,带有q=5×10-4C的电荷放置在倾角
=30°光滑斜面上(绝缘),斜面置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面。
求:
(1)小滑块带何种电荷?
(2)小滑块离开斜面的瞬时速度多大?
(3)该斜面的长度至少多长?
(g=10m/s2)
8、如图8-4-5所示,质量为m、电荷量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上,球与杆的动摩擦因素为μ,匀强电场与匀强磁场的方向如图所示,电场强度为E,磁感应强度为B。
小球由静止释放后沿杆下滑。
设杆足够长,电场与磁场的范围足够大,求球运动过程中小球的最大加速度和最大速度。