带电粒子在复合场中的运动FD.pptx

带电粒子在复合场中的运动 一、复合场 1． 复合场的分类 (1)叠加场：电场、 、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，并不重叠或相邻或在同一区域，电场、磁场交替出现． 2． 三种场的比较 题组扣点·深度思考 mg 竖直向下 路径 重力势能 相同 相反 路径 qU 电势能 qvB 左手 动能 qE 磁场 二、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．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组合场区域，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． 题组扣点·深度思考 1． [带电粒子在复合场中的直线运动]某空间存在水平方向的匀强电场(图中 未画出)，带电小球沿如图1所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动， 此空间同时存在由A指向B的匀强磁场，则下列说法正确的是 (　　) A．小球一定带正电 B．小球可能做匀速直线运动 C．带电小球一定做匀加速直线运动 D．运动过程中，小球的机械能增大 v// B 则 f洛=0 F电一定水平向右 由于不知道电场方向， 故无法判断电荷正负 A错 重力和电场力 都为恒力，其 合力也为恒力 小球应做匀加速 直线运动 B错 C对 电场力做正功，机 械能增加 D对 CD 题组扣点·深度思考 专题八　带电粒子在复合场中的运动 2． [带电粒子在复合场中的匀速圆周运动]如图2所示,一带电小球 在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向 竖直向下，磁场方向 垂直纸面向里，则下列说法正确的是 (　　 ) A．小球一定带正电 B．小球一定带负电 C．小球的绕行方向为顺时针 D．改变小球的速度大小， 小球将不做圆周运动 考虑重力 电场力和重力平衡，电场力竖直向上 小球带负电 根据左手定则 可判断小球顺 时针绕行 BC 题组扣点·深度思考 AC 题组扣点·深度思考 图4 带电粒子在复合场中运动的应用实例 1．质谱仪 (1)构造：如图5所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成． 题组扣点·深度思考 图5 2． 回旋加速器 (1)构造：如图6所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形盒处于匀强磁场中． 图6 题组扣点·深度思考 图7 题组扣点·深度思考 图8 5．电磁流量计 图9 题组扣点·深度思考 粒子带正电 由Eq＝Bqv可知，v＝E/B. ABC 题组扣点·深度思考 图3 AC 题组扣点·深度思考 图4 考点一　带电粒子在叠加场中的运动 1．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类 (1)磁场力、重力并存 ①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动． ②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功， 故机械能守恒，由此可求解问题． (2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子) ①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动． ②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题． (3)电场力、磁场力、重力并存 ①若三力平衡，一定做匀速直线运动． ②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动． ③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题． 课堂探究·考点突破 2． 带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动 带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情 况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题 要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹 力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿 运动定律求出结果． 课堂探究·考点突破 注意磁场的边界 粒子的电性决定电场力和磁场力的方向 电场力与洛伦兹力平衡 飞出的位置决定粒子在场中的偏移距离 粒子的初状态与第一个过程相同 此时撤去了