第8章第3节 带电粒子在复合场中的运动ppt课件.ppt

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1、温故自查1．定义：同时存在电场和磁场的区域，同时存在磁场和重力场的区域，同时存在和的区域，都叫做复合场，也称为叠加场．2．特征：带电粒子在复合场中同时受到、的作用，或其中某两种力的作用．电场、磁场重力场电场力洛伦兹力、重力考点精析重力、电场力、洛伦兹力的比较大小方向做功特点重力mg竖直向下重力做功与路径无关，由初、末位置的高度差决定磁场力Bqv垂直于B、v决定的平面洛伦兹力始终不做功电场力qE平行于E的方向电场力做功与路径无关，由初、末位置的电势差决定注意：重力考虑与否分三种情况：(1)对于微观粒子，如电子、质

2、子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力．(2)在题目中有明确交待是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单．(3)直接看不出是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果，先进行定性确定是否要考虑重力.温故自查1．带电粒子在复合场中无约束情况下的运动性质(1)当带电粒子所受合外力为零时，将做或处于，合外力恒定且与初速度同向时做匀变速直线运动，常见情况有：①洛伦兹力为零(即v与B平行)时，重力与电场力平衡

3、，做匀速直线运动；或重力与电场力的合力恒定做匀变速运动．②洛伦兹力与速度v垂直，且与重力和电场力的合力平衡，带电粒子做匀速直线运动．匀速直线运动静止状态(2)当带电离子所受合外力充当向心力，带电粒子做时，由于通常情况下，重力和电场力为恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡，洛伦兹力充当向心力．(3)当带电粒子所受的合力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做非匀变速的．2．带电粒子在复合场中有约束情况下的运动带电粒子所受约束，通常有面、杆、绳、圆轨道等，常见的运动形式有和，此类问题应注意分

4、析洛伦兹力所起的作用．匀速圆周运动曲线运动直线运动圆周运动3．带电粒子在交变场中的运动带电粒子在不同场中的运动性质可能不同，可分别进行讨论．粒子在不同场中运动的联系点是速度，因为速度不能突变，在前一个场中运动的末速度，就是后一个场中运动的初速度．4．带电粒子在复合场中的直线运动(1)带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据列方程求解．(2)带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上时，粒子将做匀变速直线运动．处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用、等规律列方程求解．受力平衡牛顿第

5、二定律、动能定理能量守恒定律5．带电粒子在复合场中的曲线运动(1)当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做．(2)当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动．一般处理这类问题，选用或列方程求解．(3)由于带电粒子在复合场中受力情况复杂、运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解．匀速圆周运动动能定理能量守恒定律

6、考点精析解决复合场类问题的分析方法和基本思路：(1)全面的、正确的受力分析．除重力、弹力、摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析．核心在于洛伦兹力随带电粒子运动状态的变化而改变．(2)正确分析物体的运动状态．找出物体的速度、位置及其变化特点，洛伦兹力随带电粒子运动状态的变化而改变，从而导致运动状态发生新的变化，要结合动力学规律综合分析．如果出现临界状态，注意挖掘隐含条件，分析临界条件，列出辅助方程．注意：带电粒子在复合场中运动的问题，往往综合性较强，物理过程复杂．在分析处理该部分的问题时，要充分挖掘题目的隐含

7、信息，利用题目创设的情境，对粒子做好受力分析、运动过程分析，培养空间相象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力．命题规律带电粒子在重力场和磁场中运动．根据重力和洛伦兹力的特点，确定粒子的运动轨迹，或最终运动状态．[考例1]如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α.一质量为m、带电荷量为＋q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ

8、加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2)圆环A能够达到的最大速度为多大？[解析](1)由于μ