章带电粒子在复合场中的运动.ppt

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1、磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用习题课习题课带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动解题思路:1 1、正确的受力分析：除重力、弹力、摩擦力外，、正确的受力分析：除重力、弹力、摩擦力外，要注意电场力、磁场力；要注意电场力、磁场力；2 2、正确分析物体的运动状态，确定粒子做什么、正确分析物体的运动状态，确定粒子做什么运动运动 ，最典型的运动状态有平衡状态以及类平，最典型的运动状态有平衡状态以及类平抛运动和匀速圆周运动等；抛运动和匀速圆周运动等；3、恰当灵活地运用动力学两大方法a a、动力学观点：、动力学观点：包括牛顿三定律和运动学规律。包括牛顿三定律和运动学规律。b b、能量观点：

2、、能量观点：包括动能定理和能量守恒定律。包括动能定理和能量守恒定律。例例1：如图示，质量为：如图示，质量为m,带电量为带电量为q的微粒以速度的微粒以速度与水与水平方向成平方向成 45o角进入匀强电场与匀强磁场角进入匀强电场与匀强磁场,若微粒在电场、若微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，则电场强度大小磁场、重力场作用下做匀速直线运动，则电场强度大小E、磁感应强度大小、磁感应强度大小B各为多大？各为多大？E典型题选讲：典型题选讲：第一类：第一类：匀速直线运动匀速直线运动特点特点 F F合合=0,=0,方法共点方法共点力平衡知识中的矢量合成、正交分解。力平衡知识中的矢量合成、正交分解。Bq

3、EmgvBqv随堂练习：1 1、某空间存在着正交的匀强电场和匀、某空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，不同的带电粒子既垂直于电场方强磁场，不同的带电粒子既垂直于电场方向，又垂直于磁场方向射入该空间，若带向，又垂直于磁场方向射入该空间，若带电粒子都沿直线运动，那么可以肯定（电粒子都沿直线运动，那么可以肯定（）A A、它们的质量相同、它们的质量相同 B B、它们的电量相同、它们的电量相同 C C、它们的速率相同、它们的速率相同 D D、它们的比荷相同、它们的比荷相同 例例2 2、如图示，带电量为、如图示，带电量为+q+q，质量为，质量为m m的小球，的小球，从倾角为从倾角为的光滑斜面上由静止下滑，

4、匀强磁场的的光滑斜面上由静止下滑，匀强磁场的磁感应强度大小为磁感应强度大小为B B，方向如图示，则小球在斜面，方向如图示，则小球在斜面上滑行最大距离为多大？上滑行最大距离为多大？第二类：第二类：匀变速直线运动匀变速直线运动F F合合恒定，且合恒定，且合外力方向与带电体运动方向在同一条直线上，可外力方向与带电体运动方向在同一条直线上，可利用牛顿运动定律以及相关的运动学公式求解利用牛顿运动定律以及相关的运动学公式求解答案:S=m2gCos2/2q/2q2 2B B2 2sinsin典型题选讲：典型题选讲：在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中,有一倾有一倾角为角为,足够长

5、的光滑绝缘斜面足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为磁感应强度为B,方方向垂直纸面向外向垂直纸面向外.电场强度的方向竖直向上电场强度的方向竖直向上,有一质有一质量为量为m,带电量为带电量为+q的小球静止在斜面顶端的小球静止在斜面顶端,这时小这时小球对斜面的压力恰好为零球对斜面的压力恰好为零,若迅速把电场方向改为若迅速把电场方向改为竖直向下竖直向下,小球能在斜面上滑行多远小球能在斜面上滑行多远?所用时间是所用时间是多少多少?EB随堂练习：例例3:3:如图示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量如图示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为为m m，带电量是，带电量是+q+q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直

6、，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场放在互相垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是中，电场强度是E E，磁感应强度为，磁感应强度为 B B，小球与棒的摩擦因数为，小球与棒的摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落的最大求小球由静止沿棒下落的最大 加速度和最大速度。（设小球加速度和最大速度。（设小球 带电量不变）带电量不变）mgFf洛洛Nf 第三类，第三类，先变速后匀速的直线运动先变速后匀速的直线运动特点特点F F合合在变化，当在变化，当F F合合=0=0时，带电体开始做匀速直线运动，时，带电体开始做匀速直线运动，经常出现的问题是利用平衡条件求最大速

7、度经常出现的问题是利用平衡条件求最大速度如磁场方向反向情况又如何?典型题选讲：典型题选讲：例例4:如图示如图示,垂直于竖直面向里的匀强磁场垂直于竖直面向里的匀强磁场B=1T,水平水平向右的匀强电场向右的匀强电场E=10 3N/C,一带正电的微粒一带正电的微粒,其质量其质量m=210-5kg,电量电量q=210-5C,在在竖直面内作匀速直线运动竖直面内作匀速直线运动,若微粒运动到某条电场线上的若微粒运动到某条电场线上的P点时将磁场突然撤去点时将磁场突然撤去,则则这个微粒经过多长时间可以再次通过这条电场线这个微粒经过多长时间可以再次通过这条电场线(如如Q点点)?PQBE 第四类：匀变速曲线运动第四

8、类：匀变速曲线运动(类平抛运动类平抛运动)F F合合恒定恒定,但合外力与运动方向不在同一条直线上但合外力与运动方向不在同一条直线上,通通常运用运动的合成与分解的知识处理这类问题常运用运动的合成与分解的知识处理这类问题.答案:2 3s典型题选讲：典型题选讲：例例5:5:已知质量为已知质量为m m的带电液滴，以速度的带电液滴，以速度v v射入互相射入互相垂直的匀强磁场垂直的匀强磁场B B和匀强电场和匀强电场E E中，液滴在此空间刚好能中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动；如图示，求在竖直平面内做匀速圆周运动；如图示，求:（1 1）液滴）液滴在空间受到几个力的作用在空间受到几个力的作用;

9、（2 2）液滴带电量及电性；）液滴带电量及电性；（3 3）液滴做圆周运动的半径。）液滴做圆周运动的半径。vE B 第五类：第五类：匀速圆周运动匀速圆周运动受力特点受力特点F F合合大大小不变，方向变化且始终指向圆心，一般利用向小不变，方向变化且始终指向圆心，一般利用向心力公式及圆的有关知识求解心力公式及圆的有关知识求解典型题选讲：典型题选讲：例例6:6:如图示如图示,质量为质量为m=1kg,m=1kg,带正电带正电q=5q=51010-2-2的小滑块的小滑块,从半径为从半径为R R0.4m0.4m的光滑绝缘的光滑绝缘1/41/4圆弧轨道上自圆弧轨道上自A A端滑端滑下下.整个装置处在方向互相垂

10、直的匀强磁场与匀强电整个装置处在方向互相垂直的匀强磁场与匀强电场中场中.已知已知E E100V/m,100V/m,水平向右水平向右;B;B1T,1T,方向垂直纸方向垂直纸面向里面向里.求求(1)(1)滑块滑块m m到到达达C C点时的速度点时的速度;(2)(2)在在C C点时滑块对点时滑块对轨道的压力轨道的压力.ABCO 其它复杂的运动其它复杂的运动合外力大小、方向不断发合外力大小、方向不断发生变化，其运动轨道在中学物理阶段也无法确定，生变化，其运动轨道在中学物理阶段也无法确定，一般是从能量的转化和守恒的角度获取解题的突破一般是从能量的转化和守恒的角度获取解题的突破口。口。如图示，质量为m，带

11、电量为+q的粒子，从两平行极板正中央垂直电场线以速度v飞入，已知两极板间的距离为d，磁感应强度为B，方向垂直于竖直面向外，电场方向竖直向上，这时，粒子恰好能沿直线穿过电场和磁场区，重力不计，今将磁感应强度突然增大到某值，则粒子降落到极板上，当粒子落到极板上的动能为多大？随堂练习：如图示如图示,某空间匀强电场竖直向下某空间匀强电场竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里匀强磁场垂直纸面向里,一一金属杆金属杆AB从高从高H处自由下落处自由下落,则则()A.A端先着地端先着地 B.B端先着地端先着地 C.两端同时着地两端同时着地 D.以上说法均错以上说法均错AB三个带等量正电荷的粒子三个带等量正电荷的粒子(所

12、受重力所受重力不计不计)以相同的初动能水平射入正交以相同的初动能水平射入正交的电磁场中的电磁场中,轨迹如图轨迹如图,则可知它们的则可知它们的质量质量ma.mb.mc大小的顺序为大小的顺序为_,入射时的初动量入射时的初动量pa.pb.pc大小顺序大小顺序_.abc 5、如图、如图,有一电子束从点有一电子束从点a处以一定的水平速度飞向竖直放处以一定的水平速度飞向竖直放置的荧光屏置的荧光屏,将垂直击中荧光屏上的点将垂直击中荧光屏上的点b,已知电子的质量为已知电子的质量为m,电量为电量为q.(1)若在电子束运行途中加一半径为若在电子束运行途中加一半径为R的圆形磁场的圆形磁场,磁感应强磁感应强度为度为B,方向垂直与纸面向里方向垂直与纸面向里,圆心圆心O在点在点a、b连线上连线上,点点O距距荧光屏距离为荧光屏距离为L,为使电子束仍击中荧光屏上的点为使电子束仍击中荧光屏上的点b,可加一可加一个场强为个场强为E的匀强电场的匀强电场,指出此匀强电场的方向和范围指出此匀强电场的方向和范围,并求并求出电子束的速度出电子束的速度.(2)现撤去电场现撤去电场,电子束以原速度沿原来方向从电子束以原速度沿原来方向从a点发射点发射,运动运动方向在磁场中偏转后击中荧光屏上的点方向在磁场中偏转后击中荧光屏上的点c.求求b、c间的距离间的距离.Lab.o