带电粒子在复合场中的运动 (带答案).pdf

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1、专题：带电粒子在复合场中的运动学习目标:1.掌握复合场以及三种力的特点2掌握带电粒子在复合场中的不同运动形式分析思路学习重点、难点：•重点：带电粒子在复合场中运动问题的分析方法。•难点：与带电粒子在复合场中运动问题相关的典型题型的分析一.复合场:复合场指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存,或分区存在的情况；粒子运动过程中，要同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用.力的特点功和能的特点①重力做功和路径无关WG＝1大小G＝___________重力②方向________②重力做功改变物体的重力势能，且WG＝-ΔEp①大小：F＝______①静电力做功与路径无关W电＝2方向：正电荷静电

2、___________________力②静电力做功改变物体的电势(或负电荷能，且W电＝-ΔEp______________________)①大小：f洛＝_________洛伦②方向：由___________定则洛伦兹力不做功兹力判断,特点是f洛总垂直于________________二、带电粒子在复合场中运动的解题方法1.正确地分析带电粒子的受力情况:除重力、弹力、摩擦力外,要特别注意电场力和磁场力的分析;(注意判断粒子受重力能否忽略:一般带电物体、小球、微粒、液滴等所受重力都不能忽略；一般的电子、质子等粒子重力忽略不计)2.正确地分析带电粒子的运动情况:找出物体的速度、位置及变

3、化特点，分析运动过程．如果出现临界状态,要分析临界条件.3.恰当地运用动力学方法解决问题:a.牛顿运动定律与运动学公式(只适用于匀变速直线运动)b.用能量的观点分析(动能定理或能量守恒定律)三.带电粒子在复合场中基本运动形式(1)匀速直线运动：带电粒子所受合外力为0，处于静止状态或匀速直线运动状态（2）匀速圆周运动：带电粒子的合外力充当向心力（3）较复杂的曲线运动：带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与速度方向不在一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线。(4)分阶段运动：由于粒子在不同区域受力不同，在不同阶段运动形式不同，需要分阶段分析，注

4、意不同阶段的速度是阶段关联量。四．应用实例：1、速度选择器，2、质谱仪，3、回旋加速器，4、磁流体发电机，5、电磁流量计，6、霍尔效应例1.如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里．一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板．若不计重力．下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变(B)A．粒子速度的大小B．粒子所带的电荷量C．电场强度D．磁感应强度练习1、如图所示为电磁流量计的示意图，截面为正方形的非磁性管，其每边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸内的匀强磁场，磁感应强度为B.现测得液体a和b两点间的电势差为U

5、，求管内导电液体的流量Q。(Q=dU/B.)例2..质量为m、带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷；(2)磁感应强度的大小．(mg/q,正电)练习2、光滑绝缘杆与水平面保持θ角,磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间,一个带正电q,质量为m,可以自由滑动的小环套在杆上,小环下滑过程中对杆的压力为零时,小环的速度为多少?(v=mgsinθ/(qB))例3..如图所示，一带电小球在一电场、磁场正交的区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向

6、下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是(BC)A．小球一定带正电B．小球一定带负电C．小球的绕行方向为顺时针D．改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动练习3、如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感应强度为B.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的轨道半径R为多少？例4、如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止自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，以下说法中正确的是（ABD）A．液滴一定带负电B．液滴在C点动能最大C．液滴还可以沿原路

7、返回A点D．液滴在C点的机械能最小练习4、如图10-1所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经过P点进入板间的运动过程中，以下分析正确的是(ABC)+-abp图10-1A.其动能将会增大B．其电势能将会增大C.小球所受洛伦兹力增大D．小球所受的电场力将会增大巩固练习：1、如图所示，质量为m，带电荷量为q的微粒