第4课时 带粒子在复合场中的运动.doc

课题: 带电粒子在复合场中的运动专题训练 姓名: 班级: 编号8.5 学习目标：知道带电粒子在复合场中的运动类别和运动规律，了解电偏转和磁偏转的区别 能对带电粒子在复合场中运动问题进行分析并解决相关的问题 重 点：带电粒子在复合场中运动问题进行分析 自主学习： 一、什么是复合场 。 二、带电粒子在复合场中的运动分类 1.静止或匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于 状态或做 . 2.匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与电场力大小 ,方向 时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做 运动. 3.较复杂的曲线运动 当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上,粒子做 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. 三、带电粒子在复合场中运动的分析 1、带电粒子在复合场中无约束情况下的运动 (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，则带电体将做复杂曲线运动,因F洛不做功， 故机械能守恒,由此可求解问题. (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,则带电体做匀速直线运动. ②．若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体做复杂曲线运动,因F洛不做功， 可用动能定理求解问题. (3)、电场力、磁场力、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，做复杂的曲线运动,因F洛不做功， 可用能量守恒或动能定理求解问题. 2、带电粒子在复合场中有约束情况下的运动 带电体在复合场中受轻杆、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,用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果. 3、带电粒子在复合场中运动的临界值问题 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. 特别提示：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信息,利用题目创设的情景,对粒子做好受力分析、运动过程分析,培养空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力. 四、 带电粒子在复合场中运动问题分析步骤 1.弄清复合场的组成,一般有磁场、电场的复合;磁场、重力场的复合;磁场、电场、重力场三者的复合. 2.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. 3.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. 4.对于粒子连续通过几个不同情况场的问题,要分阶段进行处理.转折点的速度往往成为解题的突破口. 5.画出粒子运动轨迹,灵活选择不同的运动规律. (1)当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,根据受力平衡列方程求解. (2)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,应用牛顿定律结合圆周运动规律求解. (3)当带电粒子做复杂曲线运动时,一般用动能定理或能量守恒定律求解. (4)对于临界问题,注意挖掘隐含条件. 特别提示:复合场中粒子重力是否考虑的三种情况 (1)、对于微观粒子，如电子、质子、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)、在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况比较正规,也比较简单. (3)、不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否要考虑重力. 五、题型探究 题型1 带电粒子在分区域场中的运动 【例1】 如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域紧邻且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场,从A点出电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半,当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,d、v0已知(带电粒子重力不计),求: (1)粒子从C点穿出磁场时的速度. (2)电场强度和磁感应强度的比值. （变式