带电粒子在复合场中的运动(69张).ppt

专题七　带电粒子在复合场中的运动 1．复合场与组合场 (1)复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存． (2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场分时间段或分区域交替出现． 2．三种场的比较 3.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． (2)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． (3)一般的曲线运动：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． 热点题型一　带电粒子在组合场中的运动问题 题型特点：带电粒子在组合场中的运动是力电综合的重点和高考热点．这类问题的特点是电场、磁场或重力场依次出现，包含空间上先后出现和时间上先后出现，磁场或电场与无场区交替出现相组合的场等．其运动形式包含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等，涉及牛顿运动定律、功能关系等知识的应用． 复习指导：1.理解掌握带电粒子的电偏转和磁偏转的条件、运动性质，会应用牛顿运动定律进行分析研究，掌握研究带电粒子的电偏转和磁偏转的方法，能够熟练处理类平抛运动和圆周运动． 2．学会按照时间先后或空间先后顺序对运动进行分析，分析运动速度的承前启后关联、空间位置的距离关系、运动时间的分配组合等信息将各个运动联系起来． 【典例1】 (2013·山东卷，23)如图1所示，在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.一带电量为＋q、质量为m的粒子，自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场．已知OP＝d，OQ＝2d.不计粒子重力． (1)求粒子过Q点时速度的大小和方向． (2)若磁感应强度的大小为一确定值B0，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B0. (3)若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间． 审题指导　(1)带电粒子在电场中做什么运动？如何求粒子 在Q点的速度和大小？ __________________________________________. (2)粒子进入磁场后做什么运动？ ______________________________________________. (3)画出粒子在磁场中的运动轨迹求出粒子运动半径求得B. (4)粒子出磁场后，在第二象限内做什么运动？ ___________________________________________. (5)粒子在第三象限内做什么运动？ _____________________________________. (6)撤去电场后粒子在第四象限内做什么运动？ ________________________________________. 提示　(1)类平抛运动、速度的合成　(2)匀速圆周运动　(4) 匀速直线运动　(5)匀速圆周运动　(6)匀速直线运动 (3)设粒子做圆周运动的半径为R2，由几何分析粒子运动的轨 迹如图所示，O2、O2′是粒子做圆周运动的圆心，Q、F、 G、H是轨迹与两坐标轴的交点，连接O2、O2′，由几何关 系知，O2FGO2′和O2QHO2′均为矩形，进而知FQ、GH均 为直径，QFGH也是矩形，又FH⊥GQ，可知QFGH是正方 形，ΔQOF为等腰直角三角形．可知，粒子在第一、第三象 限的轨迹为半圆，得 反思总结　求解带电粒子在组合复合场中运动问题的分析方法 (1)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． (2)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． (3)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． (4)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律． 特别注意 (1)多过程现象中的“子过程”与“子过程”的衔接点．如一 定要把握“衔接点”处速度的连续性． (2)圆周与圆周运动的衔接点一要注意在“衔接点”处两圆有 公切线，它们的半径重合． (1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨迹半径； (2)O、M间的距离； (3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间． 热点题型二　带电粒子在叠加场中的运动问题 题型