I复习带电粒子在复合场中的运动.docVIP

张老师高考专题讲案之带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在复合场中的运动 1．复合场 复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，或分区域存在。从场的复合形式上一般可分为如下四种情况：①相邻场；②重叠场；③交替场；④交变场。 2．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，将处于静止状态或做匀速直线运动。[来源:] (2)匀速圆周运动[来源:学.科.网Z.X.X.K] 当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，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匀速圆周运动。 (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，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线。 (4)分阶段运动 带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成。 带电粒子在复合场中运动的应用实例 [记一记] 装置 原理图 规律 速度选择器 若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做匀速直线运动 磁流体发电机 等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负电，两极电压为U时稳定，q＝qv0B，U＝v0Bd 电磁流量计 q＝qvB所以v＝所以Q＝vS＝π2 霍尔效应 [来源:中,教,网z,z,s,tep] 当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差 三．带电粒子在相邻复合场中的运动 “电偏转”和“磁偏转”的比较[来源:] 垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转) 情景图 受力 FB＝qv0B大小不变，方向总指向圆心，方向变化，FB为变力 FE＝qE，FE大小、方向不变，为恒力 运动规律 匀速圆周运动r＝，T＝ 类平抛运动vx＝v0，vy＝t x＝v0t，y＝t2 运动时间 t＝T＝ t＝，具有等时性 动能 不变 变化 带电粒子在叠加复合场的运动 1.是否考虑粒子重力 (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、尘埃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，按题目要求处理。 (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，要结合运动状态确定是否要考虑重力。 2．分析方法 (1)弄清复合场的组成。如磁场、电场的复合，磁场、重力场的复合，磁场、电场、重力场三者的复合等。 (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区域、不同种类的场时，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。 对于临界问题，注意挖掘隐含条件。 高考物理课堂专项训练之带电粒子在复合场中的运动教案 基本概念回顾题 [想一想] 1. 带电粒子在复合场中什么时候静止或做匀速直线运动？什么时候做匀速圆周运动？ [提示]　当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动。 当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，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将做匀速圆周运动。 2．复合场中带电粒子在重力、电场力(为恒力时)、洛伦兹力三个力作用下能做匀变速直线运动吗？[来源:Z#xx#k.Com] [提示]　不能，因为重力和电场力为恒力，而洛伦兹力随速度的增加而增加，故三力的合力一定发生变化。带电粒子不能做匀变速直线运动。 3. 速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计在正常工作达到稳定后，带电粒子的受力有什么共同特征？[来源:中_教_网z_z_s_tep] [提示]　电场力与洛伦兹力受力平衡。 基础知识训练题 1.地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场，也分布有电场。假设某时刻在该空间中有一小区域存在如图8－3－1所示的电场和磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直纸面向里。此时一带电宇宙粒子恰以速度v垂直于电场和磁场射入该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关该带电粒子的运动情况可能的是(　　) 图8－3－1 A．仍做直线运动　　　　　　 B．立即向左下方偏转 C．立即向右上方偏转 D．可能做匀速圆周运动 解析：选ABC　比较Eq与Bqv，因二者开始时方向相反，当二者相等时，A正确；当Eq＞B