物理复合场问题分类

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1、物理复合场问题分类一、无约束匀速直线运动例：如图1所示，水平放置的两块带电金属板a、b平行正对。极板长度为l，板间距也为l，板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一质量为m的带电荷量为q的粒子（不计重力及空气阻力），以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区，恰好做匀速直线运动。求：（1）金属板a、b间电压U的大小；（2）若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍，粒子将击中上极板，求粒子运动到达上极板时的动能大小；（3）若撤去电场，

2、粒子能飞出场区，求m、v0、q、B、l满足的关系；（4）若满足（3）中条件，粒子在场区运动的最长时间。练习：8、在平行金属板间，有如图2所示的相互正交的匀强电场的匀强磁场．α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过．供下列各小题选择的答案有：A．不偏转B．向上偏转C．向下偏转D．向纸内或纸外偏转⑴若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，将()⑵若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，将()⑶若质子以大于的v

3、0速度，沿垂直于匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中央射入，将()EB图3v0图1-3-321-3-32图2v0E图1Bbaqll⑷若增大匀强磁场的磁感应强度，其它条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央射入时，将()二、有约束匀速直线运动例：如图3所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量m，带电量q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球电荷量不变，小球由静止下滑的过程中A：小球速度一直增大，直到最后匀速B：小球加速度

4、一直增大C：小球对杆的弹力一直减小D：小球所受的洛伦兹力一直增大，直到最后不变BAKmm图4练习：如图4所示，质量为m，电量为Q的金属滑块以某一初速度沿水平放置的木板进入电磁场空间，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向水平且平行纸面；滑块和木板间的动摩擦因数为，已知滑块由A点至B点是匀速的，且在B点与提供电场的电路的控制开关K相碰，使电场立即消失，滑块也由于碰撞动能减为碰前的1/4，其返回A点的运动恰好也是匀速的，若往返总时间为T，AB长为L，求：1、滑块带什么电？场强E的大小和方向？2、磁感应强

5、度的大小为多少？3、摩擦力做多少功？三、无约束匀速圆周运动RARBEBP图5当带电粒子所受的重力与电场力平衡时，带电粒子可以在洛伦兹力的作用下，在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。无约束的圆周运动必为匀速圆周运动。分析方法：先受力分析，一般是洛伦兹力提供向心力，然后根据牛顿定律和匀速圆周运动知识，以及其他力平衡条件列方程求解。例：如图5所示的空间，匀强电场的方向竖直向下，场强为E1，匀强磁场的方向水平向外，磁感应强度为B．有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动（两小球间的

6、库仑力可忽略），运动轨迹如图。已知两个带电小球A和B的质量关系为mA=3mB，轨道半径为RA=3RB=9cm．(1)试说明小球A和B带什么电，它们所带的电荷量之比qA:qA等于多少?(2)指出小球A和B的绕行方向？(1)设带电小球A和B在图示位置P处相碰撞，且碰撞后原先在小圆轨道上运动的带电小球B恰好能沿大圆轨道运动，求带电小球A碰撞后所做圆周运动的轨道半径（设碰撞时两个带电小球间电荷量不转移）。　　ABCDOE图6四、有约束匀速圆周运动例：如图6所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径

7、，且管的内径远小于环的半径，环的AB及其以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑。现将一质量为m，带电量为＋q的小球从管中A点由静止释放，已知qE＝mg，以下说法正确的是A.小球释放后，到达B点时速度为零，并在BDA间往复运动B.小球释放后，第一次达到最高点C时对管壁无压力C.小球释放后，第一次和第二次经过最高点C时对管壁的压力之比为1:5D.小球释放后，第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5:1练：质量为m，电量为q带正电荷的小物块，从半径为R的1/4光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置

8、处于电场强度E，磁感应强度为B的区域内，如图7所示．则小物块滑到底端时对轨道的压力为多大？图7EomqB五、复杂的曲线运动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，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹不是圆弧，也不是抛物线，也不可能是匀变速。有洛伦兹力作用的曲线运动不可能是类抛体运动。处理方法：一般应用动能定理或能量守恒定律列方程求解例：如图8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