高中物理第九章 第3讲 带电粒子在复合场中的运动.ppt

设 由几何关系得 ③ ④ 联立②③④式得 ⑤ 再考虑粒子在电场中的运动。设电场强度的大小为E,粒子在 电场中做类平抛运动。设其加速度大小为a,由牛顿第二定律 和带电粒子在电场中的受力公式得 qE=ma　 ⑥ 粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r,由运动学公式 得 　⑦ r=vt　 ⑧ 式中t是粒子在电场中运动的时间。 联立①⑤⑥⑦⑧式得 ⑨ 答案： 联立②③④得 ⑤ (3)根据题设,墨滴运动轨迹如图所示,设圆周半径为R′,则有 ⑥ 由图示几何关系,得 ⑦ 得 ⑧ 联立②⑥⑧式,得 答案：(1)负电荷　 (2) (3) 【总结提升】带电体在复合场中运动的归类分析 (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。 (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,则带电体做复杂的曲线运动,可用动能定理求解。 (3)电场力、磁场力、重力并存 ①若三力平衡,带电体做匀速直线运动。 ②若重力与电场力平衡,带电体做匀速圆周运动。 ③若合力不为零,带电体可能做复杂的曲线运动,可用能量守恒定律或动能定理求解。 【变式训练】(2013·福州模拟)如图所示, A、B间存在与竖直方向成45°斜向上的 匀强电场E1,B、C间存在竖直向上的 匀强电场E2,A、B的间距为1.25m,B、C的间距为3m,C为荧光屏。一质量m=1.0×10-3kg,电荷量q=+1.0×10-2C的带电粒子由a点静止释放,恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏上的O点。若在B、C间再加方向垂直于纸面向外且大小B=0.1T的匀强磁场,粒子经b点偏转到达荧光屏的O′点(图中未画出)。取g=10m/s2,求: (1)E1的大小; (2)加上磁场后,粒子由b点到O′点电势能的变化量。 【解析】(1)粒子在A、B间做匀加速直线运动,竖直方向受力 平衡,则有: qE1cos45°=mg 解得: (2)粒子从a到b的过程中, 由动能定理得: 解得vb=5m/s 加磁场前粒子在B、C间必做匀速直线运动,则有: qE2=mg 加磁场后粒子在B、C间必做匀速圆周运动,如图所示,由动力学 知识可得: 解得:R=5m 设偏转距离为y, 由几何知识得: 代入数据得y=1.0m 粒子在B、C间运动时电场力做的功为 W=-qE2y=-mgy=-1.0×10-2J。 由功能关系知, 粒子的电势能增加了1.0×10-2J。 答案：(1)1.4N/C (2)增加了1.0×10-2J 【备选例题】 【典例透析】(2013·杭州模拟)如图所示,电子显像管由电子 枪、加速电场、偏转磁场及荧光屏组成。在加速电场右侧有 相距为d、长为 的两平板,两平板构成的矩形区域内存在方向 考查内容 带电粒子在复合场中的应用实例 垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的右边界与荧光屏之间的距离 也为d。荧光屏中点O与加速电极上两小孔S1、S2位于两板的中 线上。从电子枪发射质量为m、电荷量为-e的电子,经电压为U0 的加速电场后从小孔S2射出,经磁场偏转后,最后打到荧光屏上。若 不计电子在进入加速电场前的速度。 (1)求电子进入磁场时的速度大小; (2)求电