2017-2018学年高中物理人教版选修3-1 专题九 带电粒子在组合场或叠加场中的运动
2017-2018学年高中物理人教版选修3-1 专题九 带电粒子在组合场或叠加场中的运动第3页

A.甲、乙、丙、丁 B.甲、丁、乙、丙

C.丙、丁、乙、甲 D.甲、乙、丁、丙

答案 B

解析 四种粒子,只有两个粒子通过速度选择器,只有速度满足v=,才能通过速度选择器.所以通过速度选择器进入磁场的粒子是乙和丙,根据R=,乙的质量小于丙的质量,所以乙的半径小于丙的半径,则乙打在P3点,丙打在P4点.甲的速度小于乙的速度,即小于,洛伦兹力小于电场力,粒子向下偏转,打在P1点.丁的速度大于乙的速度,即大于,洛伦兹力大于电场力,粒子向上偏转,打在P2点,故B正确,A、C、D错误.

二、带电体在叠加场中的运动

1.带电体在叠加场中无约束情况下的运动情况分类

(1)洛伦兹力、重力并存

①若重力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.

②若重力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,故机械能守恒,由此可求解问题.

(2)电场力、洛伦兹力并存(不计重力的微观粒子)

①若电场力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动.

②若电场力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用动能定理求解问题.

(3)电场力、洛伦兹力、重力并存

①若三力平衡,一定做匀速直线运动.

②若重力与电场力平衡,一定做匀速圆周运动.

③若合力不为零且与速度方向不垂直,将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用能量守恒定律或动能定理求解问题.

2.带电体在叠加场中有约束情况下的运动

带电体在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下,常见的运动形式有直线运动和圆周运动,此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况,并注意洛伦兹力不做功的特点,运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求解.

[复习过关]

3.(多选)如图5所示,设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,以下说法正确的是(  )