带电粒子在复合场中运动
《带电粒子在组合场中的运动》教学反思
【知识回顾】
一、三种场比较
重力 | 电场力 | 洛伦兹力 | |
大小 | G=mg | F=qE | F=qvB |
方向 | 竖直向下 | 正(负)电荷沿(逆)着电场线切线方向 | 与速度、磁场平面垂直(左手定则) |
二、基本模型
情境1如图矩形区域有竖直向下的匀强电场,已知矩形区域长2L,宽L,带正电粒子质量为m,电荷量为q,初速度v0,恰好从右下角飞出,求粒子运动的时间?
情境2如图矩形区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,已知矩形区域长2L,宽L,匀强磁场磁感应强度为B,带正电粒子质量为m,电荷量为q,恰好从右下角飞出,求粒子运动的时间?
三、组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或在同一区域,电场、磁场分时间段或分区域交替出现。
【能力提升】
例1如图,第一象限OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;第二象限分布着电场强度为E,方向向右的匀强电场。一带电粒子(质量为m、电荷量为+q)从y轴左侧距离d处由静止开始运动;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,不计重力.求:
(1)带电粒子进入磁场的速度大小;
(2)带电粒子在磁场中运动的半径;
(3)带电粒子从开始运动运动至x轴的时间。
例2如图所示,在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场,现有一质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计)从坐标原点O射入磁场,其入射方向与x的正方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标(3L,L)的P点处时速度大小为v0,方向与x轴正方向相同。求:
(1)粒子从O点射入磁场时的速度大小v;
(2)匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B。
变式训练若带电粒子持续运动下去,求粒子到达x轴时的坐标。
【课后反思】
带电粒子在组合场或复合场中运动时,无论做怎样的运动,运动轨迹无论怎样复杂,但最终结果都是一样的,即运动轨迹无非是直线、抛物线、圆周。因此我们解题时要奔着这三种运动轨迹去建立思维,这是我们解题时的需要仿照的框架。因此,从这个角度看,预想的三种运动轨迹就是解题时的追求的目标和方向。