6带电粒子在复合场中的运动.DOC

带电粒子在复合场中的运动 一、什么是复合场 复合场是指电场、磁场和重力场并存，或者其中两场并存，或分区域存在某一空间。粒子经过该空间可能受到重力、电场力、和洛伦兹力，抓住三个力的特点是分析和求解相关问题的前提和基础。 二、3个场力的特点： 1.重力 重力是个恒力，但是什么时候考虑重力？什么时候忽略重力？若为基本粒子（如电子、质子、α粒子、离子等）一般不考虑重力；若为带电颗粒（如液滴、油滴、小球、尘埃等）一般要考虑重力。 2.电场力 带电粒子在电场中一定受到电场力的作用，在匀强电场中，电场力为恒力，大小为F＝qE，电场力的方向与场强的方向相同或者相反，电场力做功也与路径无关，只与始末位置有关，电场力做功一定伴随电势能的变化． 3.洛仑兹力 带电粒子在磁场中受到的洛仑兹力与运动的速度有关，洛仑兹力的方向始终既和磁场方向垂直，又和速度方向垂直，故洛仑兹力永不做功，也不会改变粒子的动能。 三、处理带电粒子在复合场中运动问题的力学规律 带电物体在复合场中运动一般比较复杂，但它作为一个力学问题，同样遵循力和运动各条基本规律，处理这类问题的基本思路是： 1.力与运动的关系 首先应该分析带电粒子受力情况，根据力的独立作用原理，每一个力都会在各自的方向上独立产生加速度；然后根据运动的合成与分解法则，由各个分运动的特性及其合运动的关系入手求解。 2.功能关系 根据外力做功引起带电粒子能量变化入手，必须注意相互间的对应关系：重力的功对应着粒子的重力势能的变化；电场力的功对应着粒子电势能的变化；合力的功对应着粒子动能的变化。 1．（★★）如图所示，匀强电场水平向右，匀强磁场垂直向里，带正电的小球在场中静止释放，最后落到地面上，在这一过程中，下述说法正确的是（ ） A．小球减少的电势能等于增加的动能 B．小球作匀变速运动 C．电场力和重力作的功等于小球增加的动能 D．若保持其它条件不变，只减小磁感应强度，小球着地时动能不变 2．（★★）真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c在场中做不同的运动．其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为（ ） A．a最大 B．b最大 C．c最大 D．都相等 3．（★★）在光滑绝缘水平面上，一轻绳 拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，若小球运动到A点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是（ ） A．小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变 B．小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小 C．小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 D．小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小 4．（★★）带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时（ ） A．摆球受到的磁场力相同 B．摆球的动能相同 C．摆球的动量相同 D．绳子的拉力不同 5．（★★）如图甲所示，一带电粒子以水平初速度v0（v0＜E/B）先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起。在带电粒子穿过电场和磁场的过程中（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做的总功为W1；若把电场和磁场正交重叠，如图乙所示，粒子仍以初速度v0穿过重叠场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为W2。比较W1和W2，有（ ） A．一定是W1＞W2 B．一定是W1＝W2 C．一定是W1＜W2 D．可能是W1＜W2，也可能是W1＞W2 6．（★★）已知一质量为m的带电液滴，经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间的竖直平面内作匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是（ ） ①液滴在空间可能受4个力作用 ②液滴一定带负电 ③液滴作圆周运动的半径r＝ ④液滴在场中运动时总能量不变 A．①② B．②③④ C．②④ D．③④  7．（★★）一质子以速度V穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，则（ ） A、若电子以相同速度V射入该区域，将会发生偏转 B、无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转 C、若质子的速度VV，它将向下偏转而做类似平抛运动 D、若质子的速度VV，它将向上偏转，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线 8．（★★）带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。 9．（★★）如图所示，质量为m，电量为＋q的小球，可在半径为R的