【优化方案】2013-2014学年高二物理（RJ选修3-1）：各章习题课+实验 课件（9份打包）

第三章　磁场 习题课　带电粒子在组合场中的运动 第三章　磁场 第三章　磁场 一、带电粒子在组合场内运动的分析 知识检索 组合场是指电场、磁场同时存在，但各位于一定的区域内(或电场、磁场交替存在，位于同一指定的区域内)．若带电粒子速度方向与磁场方向平行，则在磁场中做匀速直线运动； 若带电粒子垂直进入磁场，则做匀速圆周运动．而在电场中，若速度方向与电场线在同一直线上，则做匀变速直线运动；若速度方向与电场线垂直，则做类平抛运动. 第三章　磁场 解决这类问题，所需知识如下： 处理这类问题时，一要注意在两个场中的运动分别独立；二要注意在前一个场中运动的末速度是在后一个场中运动的初速度；三要注意几何关系的应用． 常见题型有：①带电粒子在电场中加速在磁场中偏转 ②带电粒子在组合场中的双偏转 第三章　磁场 例1 典题示例 (2013·金华调研)如图所示，电子显像管由电子枪、加速电场、偏转磁场及荧光屏组成．在加速电场右侧有相距为d、长为l的两平板，两平板构成的矩形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的右边界与荧光屏之间的距离也为d.荧光屏中点O与加速电极上两小孔S1、S2位于两板的中线上．从电子枪发射质量为m、电荷量为－e的电子，经电压为U0的加速电场后从小孔S2射出，经磁场偏转后，最后打到荧光屏上．若l＝eq \f(3,2)d，不计电子在进入加速电场前的速度． (1)求电子进入磁场时的速度大小； (2)求电子到达荧光屏的位置与O点距离 的最大值ym和磁感应强度B的大小； 第三章　磁场 【解析】　(1)设电子经电场加速后的速度大小为v0，由动能定理得 eU0＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0) 解得v0＝　eq \r(\f(2eU0,m)). (2)电子经磁场偏转后，沿直线运动到达荧光屏，电子偏转的临界状态是恰好不撞在上板的右端，到达荧光屏的位置与O点距离即为最大值ym，如图所示，有ev0B＝eq \f(mv\o\al(2,0),R) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R－\f(d,2)))2＋l2＝R2 第三章　磁场 tan α＝eq \f(l,R－\f(d,2))＝tan θ＝eq \f(ym－\f(d,2),d) 又l＝eq \f(3,2)d，v0＝　eq \r(\f(2eU0,m))，联立上式可得 R＝eq \f(5,2)d ym＝eq \f(5d,4) B＝eq \f(2mv0,5ed)＝eq \f(2,5d)　　eq \r(\f(2mU0,e)). 【答案】　(1)eq \r(\f(2eU0,m))　(2)eq \f(2,5d) eq \r(\f(2mU0,e)) 第三章　磁场 (2013·武汉三中高二检测)如图所示，在xOy平面内，第一象限中有匀强电场，匀强电场电场强度大小为E，方向沿y轴正方向，在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里．今有一个质量为m、电荷量为e的电子(不计重力)，从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场，经电场偏转后沿着与x轴正方向成45°的方向进入磁场，并能返回到出发点P. (1)作出电子运动轨迹的示意图， 并说明电子的运动情况； (2)P点到O点的竖直距离为多少？ (3)电子从P点出发经多长时间第一次返回P点． 例2 第三章　磁场 【解析】　 (1)电子的运动轨迹如图所示，电子进入电场，从P到A做匀变速曲线运动(类平抛运动)，之后进入磁场，从A经C再到D，做匀速圆周运动，最后离开磁场，从D到P做匀速直线运动． (2)电子经过A点的速度大小为v＝eq \r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝eq \r(2)v0. 电子从P到A，由动能定理得 Eeh＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0) 所以h＝eq \f(mv\o\al(2,0),2Ee). 第三章　磁场 【答案】　见解析 【名师点评】　正确解决这类问题的基础是对粒子在每个场中运动性质的判断，并画出运动轨迹，关键是确定粒子通过场区分界线时的位置、速度大小和方向． (3)电子从P到A，所用时间t1＝eq \f(vy,a)＝eq \f(mv0,Ee) 电子从A到C再到D，圆弧所对圆心角为270°，所用时间t2＝eq \f(3,4)T＝eq \f(3πm,2Be) 电子从D到P，所用时间t3＝eq \f(\x\to(DP),v)＝eq \f(\r(2)h,v)＝eq \f(mv0,2Ee) 电子第一次回到P点的时间t＝t1＋t2＋t3＝eq \f(3mv0,2Ee)＋eq \f(3πm,2Be). 第三章　磁场 尝试应用 1.电视机的显像管中