组合场与复合场问题课件.ppt

1、精品高考专题组合场与复合场精品什么是组合场？复合场？BExy0OyxEACxyBEPOldeabv0精品 一.直线和圆的综合精品精品精品O3rrO4rrO2rrO1rrOS精品精品精品精品精品精品 二.抛物线和圆的综合精品如图所示，坐标空间中有场强为如图所示，坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应的匀强电场和磁感应强度为强度为B的匀强磁场，的匀强磁场，y轴为两种场的分界面，图中虚轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为，电荷量为线为磁场区域的右边界，现有一质量为，电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置（的带电粒子从电场中坐标位置（L，0）处，以初速）处，以初速度度0，沿，沿

2、x轴正方向运动，且已知轴正方向运动，且已知 。试求：使。试求：使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度宽度d应满足的条件应满足的条件.(粒子的重力不计粒子的重力不计)qEmvL20dORRv0vyv(L,0)EB精品解：带电粒子在电场中做类平抛运动。设粒子进入磁场解：带电粒子在电场中做类平抛运动。设粒子进入磁场时粒子的速度大小为时粒子的速度大小为，速度方向与，速度方向与y轴夹角为轴夹角为，有：，有：00vvLmqEatvy0222vvvvyx22cosvvy粒子在磁场中做圆周运动，有：粒子在磁场中做圆周运动，有：qBmvqBmvR02)

3、cos1(Rd临界情况：粒子穿越磁场不返回电场中的粒子穿越磁场不返回电场中的条件为：条件为：qBmvd0)21(精品精品精品 1：如图所示，在：如图所示，在x轴上方有匀强磁场，轴上方有匀强磁场，磁感强度为磁感强度为B，下方有场强为，下方有场强为E的匀强电场，的匀强电场，有一质量为有一质量为m，带电量，带电量q为的粒子，从坐标为的粒子，从坐标0沿着沿着y轴正方向射出。射出之后，第轴正方向射出。射出之后，第3次到达次到达x轴时，它与点轴时，它与点0的距离为的距离为L。求此粒子射出。求此粒子射出时的速度和运动的总路程时的速度和运动的总路程S（重力不计）（重力不计）BExy0解析：粒子在磁场中的运解析

4、：粒子在磁场中的运动为匀速圆周运动，在电动为匀速圆周运动，在电场中的运动为匀变速直线场中的运动为匀变速直线运动。画出粒子运动的过运动。画出粒子运动的过程如图所示：程如图所示：精品LRy由图可知粒子在磁由图可知粒子在磁场中运动半个周期场中运动半个周期后第一次通过后第一次通过x轴进轴进入电场，做匀减速入电场，做匀减速运动至速度为零，再反向做匀加速直线运动，运动至速度为零，再反向做匀加速直线运动，以原来的速度大小反方向进入磁场。这就是以原来的速度大小反方向进入磁场。这就是第二次进入磁场，接着粒子在磁场中做圆周第二次进入磁场，接着粒子在磁场中做圆周运动，半个周期后第三次通过运动，半个周期后第三次通过x

5、轴。轴。精品LRy由图可知由图可知R=4L在磁场中：在磁场中：f洛洛=f向向BqV=mv2R即即所以所以V=BqRm=BqL4m精品LRy粒子在电场中每一次粒子在电场中每一次的最大位移设为的最大位移设为y，第第3次到达轴时，粒子运动的总路程次到达轴时，粒子运动的总路程为一个周期和两个位移的长度之和：为一个周期和两个位移的长度之和：由动能定理由动能定理Eqy=mv212y=mv22Eq=（BqL/4m）2m2Eq得得S=2R2y=L2qB2L216mE精品2.如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为其质量为m，带电量为，带电量为q，小球可在棒上，小球可

6、在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直，且沿水平滑动，将此棒竖直放在互相垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E，磁感应强度为，磁感应强度为B，小球与棒的动摩擦因，小球与棒的动摩擦因数为数为，求小球由静止沿棒下落的最大加速，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度？（设小球电量不变）度和最大速度？（设小球电量不变）EBmgfBqVEqNEB精品mgfBqVEqNEB由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得竖直方向：竖直方向：mg-f=ma水平方向：水平方向：N=EqBqVf=Na=mg-（qE qVB）m当当V=0时，时，a最大最大=mg-qEm=g-

7、qEm当当a=0时，时，V最大最大=mgqB-EB精品 例例2如图所示，质量为如图所示，质量为0.04g的带有的带有正电荷正电荷q为为10-4C的小球用长度为的小球用长度为0.2m的的丝线悬挂在匀强磁场中，磁感应强度丝线悬挂在匀强磁场中，磁感应强度B为为0.5T，方向指向纸内，小球在磁场内做，方向指向纸内，小球在磁场内做摆动，当它到达最高点摆动，当它到达最高点A时，丝线偏离竖时，丝线偏离竖直方向直方向30角，试问：角，试问：（1）小球在）小球在A点时受到哪几点时受到哪几个力的作用？个力的作用？ACD 解析：小球在解析：小球在A点时受到两点时受到两个力作用，即重力个力作用，即重力mg和丝线和丝线

8、拉力拉力T。精品（2）小球向右经过最低点）小球向右经过最低点C时，时，丝线受力的大小和方向如何？丝线受力的大小和方向如何？解：小球从解：小球从A点运动到点运动到C点点时，受到的力有重力时，受到的力有重力mg、丝、丝线拉力线拉力T、洛仑兹力、洛仑兹力f，其合力，其合力为向心力，即为向心力，即Tf-mg=mv2L代入数据得代入数据得:T=4.710-4(N)V=2gL（1-cos)上式中速度上式中速度V可由机械能守恒定律解得可由机械能守恒定律解得mv2LT=mg-BqV则则:ACD mgTf精品（3）小球向左经过最低点）小球向左经过最低点C时，时，丝线受力的大小和方向如何？丝线受力的大小和方向如何？解解:小球从小球从D点运动到点运动到C点时速度点时速度与从与从A点运动到点运动到C点时大小相同，点时大小相同，此时，小球受到的力有重力此时，小球受到的力有重力mg、绳子拉力绳子拉力T，洛仑兹力，洛仑兹力f，其合，其合力为向心力，则力为向心力，则mv2LT-f-mg=代入数据得代入数据得T=5.410-4（N）mv2LT =mg BqV即即ACD mgfT