1-03补充-复合场、交变场、多解性问题-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第二册）

补充-复合场、交变场、多解性问题 1 2022/11/21 重力场、匀强电场、匀强磁场的三场合一的两种特殊运动 1.圆周运动——必定是匀速圆周运动，且mg=qE 2.直线运动——必定是匀速直线运动，且重力与电场力的合力与洛仑兹力平衡 E E B B 负电荷，逆时针，匀速圆周运动 正电荷，匀速直线运动，QP 小球做圆周运动，判断小球电性及运动性质. 小球沿PQ做直线运动，判断小球电性、运动方向及运动性质. P Q (1) 运动电荷进入磁场后(无其他场),可能做匀速圆周运动,不可能做类平抛运动.( ) (2) 利用磁场控制带电粒子,既能改变粒子的运动方向,又能改变粒子的动能.( ) (3) 运动电荷进入磁场后(无其他场),可能做匀加速直线运动,不可能做匀速直线运动.( ) (4) 带电粒子在复合场中的运动一定要考虑重力.( ) (5) 带电粒子在复合场中不可能处于静止状态.( ) (6) 带电粒子在复合场中不可能做匀速圆周运动.( ) (7) 带电粒子在复合场中做匀变速直线运动时,一定不受洛伦兹力作用.( ) (8) 带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,一定是重力和电场力平衡,洛伦兹力提供向心力.( ) (9) 带电粒子在复合场中运动涉及功能关系时,洛伦兹力可能做功.( ) × √ × × × × × √ √ 判断正误 1.组合场－先电场后磁场 例1. (多选)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域,穿出电场后接着又进入匀强磁场区域.设电场和磁场区域有明确的分界线,且分界线与电场强度方向平行,如图中的虚线所示.在如图所示的几种情况中,可能出现的是 (　　) AD 一.复合场 变式1. AD 一.复合场 2.组合场－先磁场后电场或磁场 例2.如图所示,真空中有以O'为圆心、r为半径的圆柱形匀强磁场区域,圆的最下端与x轴相切于坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场.现从坐标原点O向纸面内不同方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r,已知质子的电荷量为e,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力.求: (1) 质子进入磁场时的速度大小; (2) 沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间. 一.复合场 变式2.如图所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线,在磁场a中,磁感应强度为2B,方向垂直于纸面向里,在磁场b中,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,P点坐标为(4l,3l).一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点沿y轴负方向射入磁场b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力.求: (1) 粒子从P点运动到O点的最短时间是多少? (2) 粒子运动的速度大小可能是多少? 一.复合场 3.叠加场 例3. (多选)空间内存在相互正交的匀强电场和匀强磁场,二者都沿水平方向,如图所示.现有一质量为m、带电荷量为q的滑块以速度v0沿倾角为θ的光滑绝缘斜面向上运动,重力加速度为g,则以下分析正确的是 (　　) A. 该滑块可能带正电荷,也可能带负电荷 B. 滑块一定做匀速直线运动 C. 滑块可能做匀变速直线运动 D. 斜面对滑块的支持力可能为零 ACD 一.复合场 变式3.如图所示,xOy在竖直平面内.x轴下方有匀强电场和匀强磁场.电场强度为E,方向竖直向下;磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.将一个带电小球从y轴上P(0,h)点以初速度v0竖直向下抛出.小球穿过x轴后,恰好做匀速圆周运动.不计空气阻力,已知重力加速度为g.求: (1) 判断小球带正电还是带负电; (2) 小球做圆周运动的半径; (3) 小球从P点出发,到第二次经过x轴所用的时间. 一.复合场 1.交变磁场 例1. AC 二.交变场 变式1. 二.交变场 2. 交变电场+恒定磁场 例2.如图甲所示,在边长为L的正方形abcd区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,在匀强磁场区域的左侧有一电子枪,电子枪的阴极在单位时间内产生的电子数相同,电子枪的两极间加如图乙所示的加速电压,电子从电子枪射出后沿bc方向进入匀强磁场区域,已知电子的比荷为e/m,电子运动中不受任何阻力,电子在电子枪中运动的时间忽略不计.求: (1) 进入磁场的电子在磁场中运动的最长时间t1与最短时间t2的比值; (2) 若在0~T0时间内射入磁场的电子数为N0,则这些电子中有多少个电子从dc边射出磁场? 【答案】(1) 6∶1　(2) 这些电 子中有3N0/4个电子从dc边射出磁场 二.交