专题八_带电粒子在复合场中的运动.ppt

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1、1．复合场与组合场(1)复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．(2)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．专题　带电粒子在复合场中的运动2．三种场的比较名称力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg方向：竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能静电场大小：F＝qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关W＝qU电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力F＝qvB方向可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能热点题型一　带电粒子在组合场中的运动问题1.能够

2、正确对叠加场中的带电粒子从受力、运动、能量三个方面进行分析．2．能够合理选择力学规律(牛顿运动定律、运动学规律、动能定理、能量守恒定律等)对粒子运动进行研究3.特别注意(1)多过程现象中的“子过程”与“子过程”的衔接点．一定要把握“衔接点”处速度的连续性．(2)圆周与圆周运动的衔接点一要注意在“衔接点”处两圆有公切线，它们的半径在同一直线上．【例1】如图1所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴

3、上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：(1)电场强度E大小；(2)粒子到达a点时速度的大小和方向；(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值例2.如图，在第一象限和第三象限存在场强均为E的匀强电场，其中第一象限电场沿x轴正方向、第三象限电场沿y轴负方向。第二和第四象限存在着磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向均垂直纸向里。有一电子从y轴的P点以垂直于y轴的初速度v0进入第三象限，第一次到达x轴上时速度方向与x轴负方

4、向的夹角为45o，第一次进入第一象限时，与y轴负方向的夹角也为45o，经过一段时间电子又回到了P点，进行周期性运动。电子电量为e，质量为m，不计重力求(1)P点距原点O的距离；(2)粒子第一次到达x轴上C点与第一次进入第一象限D点之间的距离；(3)电子从P点出发到第一次回到P点所用的时间例3、如图所示，真空中分布着有界的匀强电场和两个均垂直于纸面，但方向相反的匀强磁场，电场的宽度为L，电场强度为E，磁场的磁感应强度都为B，且右边磁场范围足够大．一带正电粒子质量为m，电荷量为q，从A点由静止释放经电场加速后进入磁场，穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回A点而重复上述过程，

5、不计粒子重力，求：（1）粒子进入磁场的速率v；（2）中间磁场的宽度d（3）求粒子从A点出发到第一次回到A点所经历的时间t。反思总结求解带电粒子在组合复合场中运动问题的分析方法(1)正确受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析．(2)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合．(3)对于粒子连续通过几个不同区域、不同种类的场时，要分阶段进行处理．(4)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．1．带电体在复合场中运动的分类(1)磁场力、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

6、兹力不做功，故机械能守恒．题型二　带电粒子在叠加场中的运动问题(3)电场力、磁场力、重力并存①若三力平衡，带电体做匀速直线运动．②若重力与电场力平衡，带电体做匀速圆周运动．③若合力不为零，带电体可能做复杂的曲线运动，可用能量守恒定律或动能定理求解.(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)①若电场力和洛伦兹力平衡，带电体做匀速直线运动②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体做复杂的曲线运动，可用动能定理求解．2.带电粒子在复合场中运动的分析方法例1．某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以垂直于电场和磁场的速度v0向右射去，从右端中心a下方的b点以速度v1射出；若增大磁感应强度

7、B，该粒子将打到a点上方的c点，且有ac=ab，则该粒子带______电；第二次射出时的速度为_______。cabv0qEqvB拓展：如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图，它曾由航天飞机携带升空，安装在阿尔法空间站中，用来探测宇宙射线．现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线，恰好沿直线OO′通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2，形成两条径迹，则下列说法中正确的（　　）A．粒子1进入磁场B2的速度小于粒子2的速度B．粒子1进入磁场B2的速度等于粒子2的速度C．粒子1的比荷大于粒子2的