复合场中的运动探讨.ppt

* 一、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.粒子在复合场中运动时要考虑粒子可能受重力、电场力和洛伦兹力的作用。 二、三种力的比较 三、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、离子、α粒子等 ———肉眼看不到 （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 ————肉眼能看到 （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。 如：带电微粒—————要自己判断 (4)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. 四、带电粒子在复合场中的运动形式 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 2、匀变速运动 带电粒子所受的合外力为恒力，且方向与运动方向在同一条直线上。（方向与运动方向不在同一条直线上） 3.匀速圆周运动 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做匀速圆周运动. 4.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. 5.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. 五．带电粒子在复合场中运动的分析方法和一般思路 (1)分清复合场的组成．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)正确分析受力，除重力、弹力、摩擦力外要特别注意电场力和洛伦兹力的分析． (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，依据运动状态选用相应的物理规律． 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． 例1：若要使带电微粒沿着AB直线作匀速直线运动,则要向哪个方向加一个匀强磁场呢?电荷的电性应如何呢? A B V0 mg Eq BqV × × × × × × × × × × × × 变:1：如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（　　） A．微粒一定带负电 B．微粒动能一定减小 C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加 AD 变式2：如图所示，虚线间空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球（电量为+q，质量为m）从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场（ ） E CD 例2、如图所示,匀强电场方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里.一个带电量为q，质量为m的液滴在平行纸面的平面上作速率为υ的匀速圆周运动，则应带 电荷，运动方向为 方向电场强度应为 ，液滴的运动半径为 . E B m q 解：分析受力：液滴受到重力、电场力、洛仑兹力，要能做匀速圆周运动，必须合力沿半径指向圆心。所以只有重力等于电场力，使洛仑兹力 作为向心力才可以。如图示： mg qE qvB 电场力向上， ∴液滴带负电，运动方向为顺时针方向。 即mg=qE, ∴ E=mg/q ∴r=mv/qB 负 顺时针 mg/q mv/qB 变式1 ．设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自a点沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的是 [ ] A．这离子必带负电荷 B. a点和b点位于同一高度 C．离子在c点时速度最大 D．离子到达b点后，将沿原曲线返回a点 E B a b c BC 例3. 如图示，水平向左的匀强电场的场强E=4 v/m，垂直纸面向内的匀强磁场的B=2 T，质量为1 kg的带正电的小物块A从竖直绝缘墙上的M点由静止开始下滑，滑行0.8m到达N点时离开墙面开始做曲线运动，在到达P点开始做匀速直线运动，此时速度与水平方向成4