专题带电粒子在复合场中的运动[来源学优高考网957952].doc

专题：带电粒子在复合场中的运动2164933518 一、学习目标：1.掌握带电粒子在复合场中运动的基本分析。 2.熟练复合场中的特殊物理模型的应用 二、必备知识 （一）、带电粒子 说明：对带电粒子的重力是否考虑的情况 1、微观带电粒子的重力不计； 如：电子、质子、α粒子等 2、宏观带电粒子的重力不能忽略； 如：带电的小球、带电的液滴、带电的尘埃等 3、有些带电粒子的重力是否考虑，要根据题设条件进行判定。 （二）、复合场的分类：复合场一般包括拼合场和叠加场 1、拼合场：即电场与磁场有明显的界线,带电粒子分别在两个区域内做两种不同的运动,即分段运动,该类问题运动过程较为复杂,但对于每一段运动又较为清晰易辨,往往这类问题的关键在于分段运动的连接点时的速度,具有承上启下的作用． 2、叠加场：即在同一区域内同时存在电场、磁场和重力场三者中的任何两个，或三者都存在。此类问题看似简单，受力不复杂，但仔细分析其运动往往比较难以把握。 （三）、带电粒子在复合场中运动的基本分析 1.当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做_____________运动或______． 2.当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做______ 运动． 3.当带电粒子所受的合外力与初始运动方向垂直且合外力恒定时，粒子将做______ 运动 4.当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做________________运动． （四）、重力电场力和洛伦兹力的比较见下表: 重力 电场力（匀强） 洛仑兹力（匀强） 力的大小 G=________ F=____与电荷运动速度___关 F=_____与电荷的运动速度___关 力的方向 ______________ 不能说成___________ 力的方向与电场方向相___或相__ ，但总在同一_____上 力的方向和速度方向始终_____判断法则______________ 做功特点 与路径__只与______有关 W=_________ 与路径____只与___________有关 W=_________ 对电荷____做功、____改变电荷的动能 运动轨迹 (掌握) V0=0______________ V0∥g______________ V0⊥g______________ V0=0或V0∥E______________ V0⊥E______________ V0=0______________ V0∥B______________ V0⊥B______________ 运动轨迹 (简单认知) V0与g夹任意角度_______ V0与E夹任意角度_____________ V0与B夹任意角度_____________ 思路方法： 1、找圆心：利用v⊥R；利用弦的中垂线；两条切线夹角的平分线过圆心。 2、定半径：几何法求半径（勾股定理、三角函数）；向心力公式求半径（R= mv/qB） 3、确定运动时间： 注意：θ用弧度表示 弦切角、偏向角、回旋角的关系： 粒子速度的偏向角(φ)等于回旋角 (α)，并等于 AB弦切线的夹角(弦切角θ)的2倍 2、相对的弦切角(θ)相等，与相邻的弦切角(θ′) 互补 三、知识精讲 1、直线运动型 【例1．1】 在竖直平面内存在水平向右的匀强电场、场强大小为E ，垂直纸面方向的匀强磁场，若要使带电小球沿着AB直线作匀速直线运动。 求：（1）匀强磁场的方向是垂直纸面向里、还是垂直纸面向外? （2）小球的电性应如何? 【变式1】 长为L，间距也为L的两平行带电金属板间有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，有竖直向下的匀强电场，场强为E，如图所示，今有质量为m、带电量为q的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入两板间，离子所受的重力忽略不计。欲使离子沿直线穿过，则入射离子的速度大小应是多大？ 【例1．2】如图所示，在水平向右的匀强电场E和水平向里的匀强磁场B并存的空间中，有一个足够长的水平光滑绝缘面MN，面上一点O放置一个质量为m，带正电q的物块P，释放后物块P自静止开始运动，求（1）物块离开水平面MN时的速度的大小；（2）物块在平面MN上能滑行的最大距离。 2、曲线运动型（圆周运动） 【例2】 如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，磁感应强度为B电场强度为E，.已知液滴在此区域中作匀速圆周运动，圆周的半径R=g） 【变式2】 如图所示的正交匀强电场为E和匀强磁场为B的空间中，一个带电尘埃在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电尘埃必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半