了解带电粒子在复合场中运动的应用实例． 一.ppt

第四讲　带电粒子在复合场中的运动 1．知道复合场的概念，掌握几种场力的特点，知道洛伦兹力永不做功． 2．会处理有关带电粒子在复合场中的运动类问题． 3．了解带电粒子在复合场中运动的应用实例． 一、复合场 1．定义：复合场是指 、 、 并存，或其中某两场并存． 2．三种场的比较 二、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 状态或做 ． 2．匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力大小 ，方向 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 运动． 3．当带电粒子所受合力大小与方向均变化时，将做非匀变速曲线运动，这类问题一般只能用 关系来处理． 研究带电粒子在复合场中的运动时，首先要明确各种不同的力的性质和特点；其次要正确地画出其运动轨迹，再选择恰当的规律求解． 一、带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转的区别 友情提示：(1)电偏转和磁偏转分别是利用电场和磁场对(运动)电荷产生电场力和洛伦兹力的作用，控制其运动方向和轨迹． (2)两类运动的受力情况和处理方法差别很大，要首先进行区别分析，再根据具体情况处理． 如图所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正粒子偏转θ角．在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为θ(不计粒子的重力)，则 (1)匀强磁场的磁感应强度是多大？ (2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？ 【思维点拨】解答此题应把握以下两点： (1)带电粒子在磁场中应用圆周运动知识求解． (2)带电粒子在电场中应用类平抛运动知识求解． (1)电子经过x轴负半轴的坐标和此时速度方向与－x轴方向的夹角； (2)电子再次经过y轴负半轴的坐标． 二、带电粒子在复合场中运动的分析思路 1．分析思路和步骤 (1)弄清复合场的组成，一般有磁场、电场的复合；电场、重力场的复合；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分析． (4)对于粒子连续通过几个不同情况场的问题，要分阶段进行处理．转折点的速度往往成为解题的突破口． (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． 2．复合场中粒子重力是否考虑的三种情况 (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、金属块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，按题目要求分析． (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． 友情提示：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，但洛伦兹力要随带电粒子运动状态的变化而改变． 如图所示实线表示处在竖直平面内的匀强电场的电场线，与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中不正确的是 A．液滴一定做匀速直线运动 B．液滴一定带正电 C．电场线方向一定斜向上 D．液滴有可能做匀变速直线运动 【错源探究】对带电粒子在复合场中的运动情况分析不清导致错误 【错因分析】本题有些同学错误地认为液滴可能做匀变速直线运动，易错选A.错选的原因是不能从题目给出的条件——液滴做直线运动判断出是做匀速直线运动，没有注意洛伦兹力随速度变化而变化．对受力分析、物体的平衡掌握不够牢固还可能错选BC. 【正确解答】本题带电液滴的运动为匀速直线运动，不可能为匀变速直线运动，因为速度变化时洛伦兹力也变化，合力将不在直线上．液滴受重力、电场力、洛伦兹力而做匀速直线运动，合力为零，可判断出洛伦兹力与电场力的方向，判断出液滴只有带正电荷才可能合力为零做匀速直线运动，此时电场线必斜向上．答案：D. 【状元笔记】带电粒子(体)在复合场中的运动问题求解要点 (1)受力分析是基础．在受力分析时是否考虑重力必须