8.3 带电粒子在复合场中的运动8.3 带电粒子在复合场中的运动.ppt

* 考点1 带电粒子在复合场中的运动 学案3 带电粒子在复合场中的运动 1.带电粒子在复合场中无约束情况下的运动 ⑴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，则带电体做复杂的曲线运动，因F洛不做功，故机械能守恒，由此可求解问题。 ⑵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，则带电体做复杂的曲线运动，因F洛不做功，可用动能定理求解问题。 ⑶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，做匀速圆周运动或做等距螺旋运动。 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。 3.带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的比较 动能不变 动能增大 动能变化 ?=ωt=v0t/R=(qB/m)t ?=arctan(vy/v0) 偏转角 R=mv0/(qB) T=2?m/(qB) vx=v0 vy=(qE/m)t x=v0t y=qEt2/(2m) 运动规律 匀速圆周运动知识 运动的合成与分解 处理方法 圆或圆弧 抛物线 轨迹 匀速圆周运动 匀变速曲线运动 运动性质 f=qv0B(变力) F=qE(恒力) 受力特征 带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场 带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场 偏转 产生条件 匀强磁场中偏转 匀强电场中偏转 分类 项目 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。 4.复合场中粒子重力是否考虑的三种情况 (1)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目说明处理。 (2)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。 (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。 5.各种场力的特点 (1)重力的大小为mg，方向竖直向下，重力做功与路径无关，重力势能的变化总是与重力做功相对应。 (2)电场力与电荷的性质及电场强度有关，电场力做功与路径无关，电势能的变化总是电场力做功相对应。 (3)洛伦兹力的大小F=qvB，其方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功。 6.带电粒子在复合场中运动的分析方法和一般思路 (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的场的问题，要分阶段进行处理。 (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。 (1)全面正确地分析带电粒子的受力和运动特征是解题的前提，尤其是电场力和洛伦兹力的分析，特别要注意洛伦兹力要随带电粒子运动状态的变化而改变。 (2)注意重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力始终和运动方向垂直、永不做功。 【例1】如图所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E，方向与y轴平行；在x 轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q0)的 粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁 场，并从坐标原点