专题7带电粒子在复合场中的运动
69页1、专题专题 七 带电带电 粒子在复合场场中的运 动动 1复合场场与组组合场场 (1)复合场场:电场电场 、磁场场、重力 场场共存,或其中某两场场共存 (2)组组合场场:电场电场 与磁场场各位于 一定的区域内,并不重叠,或在同一区域,电场电场 、磁场场 分时间时间 段或分区域交替出现现 2三种场场的比较较 名称力的特点功和能的特点 重力场 大小:Gmg方向: 竖直向下 重力做功与路径无关重力 做功改变物体的重力势能 静电场 大小:FqE方向: 正电荷受力方向与场 强方向相同;负电荷 受力方向与场强方向 相反 电场力做功与路径无关W qU电场力做功改变电 势能 磁场 洛伦兹力FqvB方 向可用左手定则判断 洛伦兹力不做功,不改 变带电 粒子的动能 3.带电带电 粒子在复合场场中的运动动分类类 (1)静止或匀速直线线运动动:当带带 电电粒子在复合场场中所受合外力为为零时时,将处处于静止状态态 或做匀速直线线运动动 (2)匀速圆圆周运动动:当带电带电 粒子 所受的重力与电场电场 力大小相等,方向相反时时,带电带电 粒子 在洛伦兹伦兹 力的作用下,在垂直于匀强磁场场的平面内做匀 速圆圆周运动动 (
2、3)一般的曲线线运动动:当带电带电 粒 子所受合外力的大小和方向均变变化,且与初速度方向不 在同一条直线线上,粒子做非匀变变速曲线线运动动,这时这时 粒子 运动轨动轨 迹既不是圆圆弧,也不是抛物线线 (4)分阶阶段运动动:带电带电 粒子可能 依次通过过几个情况不同的复合场场区域,其运动动情况随区 域发发生变变化,其运动过动过 程由几种不同的运动阶动阶 段组组成 热热点题题型一 带电带电 粒子在组组合场场中的运动问题动问题 题题型特点:带电带电 粒子在组组合场场中的运动动是力电综电综 合 的重点和高考热热点这类问题这类问题 的特点是电场电场 、磁场场或重 力场场依次出现现,包含空间间上先后出现现和时间时间 上先后出现现 ,磁场场或电场电场 与无场场区交替出现现相组组合的场场等其运动动 形式包含匀速直线线运动动、匀变变速直线线运动动、类类平抛运动动 、圆圆周运动动等,涉及牛顿顿运动动定律、功能关系等知识识的 应应用 复习习指导导:1.理解掌握带电带电 粒子的电电偏转转和磁偏转转的 条件、运动动性质质,会应应用牛顿顿运动动定律进进行分析研究, 掌握研究带电带电 粒子的电电偏转转和磁偏转转的方
3、法,能够够熟练练 处处理类类平抛运动动和圆圆周运动动 2学会按照时间时间 先后或空间间先后顺顺序对对运动进动进 行分 析,分析运动动速度的承前启后关联联、空间间位置的距离关 系、运动时间动时间 的分配组组合等信息将各个运动联动联 系起来 【典例1】 (2013山东东卷,23)如图图1所示,在坐标标系 xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场场,磁场场方 向垂直于xOy平面向里;第四象限内有沿y轴轴正方向的匀 强电场电场 ,电场电场 强度大小为为E.一带电带电 量为为q、质质量为为m 的粒子,自y轴轴上的P点沿x轴轴正方向射入第四象限,经经x 轴轴上的Q点进进入第一象限,随即撤去电场电场 ,以后仅仅保留 磁场场已知OPd,OQ2d.不计计粒子重力 图图1 (1)求粒子过过Q点时时速度的大小 和方向 (2)若磁感应应强度的大小为为一确 定值值B0,粒子将以垂直y轴轴的方向进进入第二象限,求B0. (3)若磁感应应强度的大小为为另一 确定值值,经过经过 一段时间时间 后粒子将再次经过经过 Q点,且速度 与第一次过过Q点时时相同,求该该粒子相邻邻两次经过经过 Q点所 用的时间时间 审题审题
4、指导导 (1)带电带电 粒子在电场电场 中做什么运动动?如何 求粒子 在Q点的速度和大小? _ . (2)粒子进进入磁场场后做什么运动动? _ _. (3)画出粒子在磁场场中的运动轨动轨 迹求出粒子运动动半径求 得B. (4)粒子出磁场场后,在第二象限内做什么运动动? _ _. (5)粒子在第三象限内做什么运动动? _. (6)撤去电场电场 后粒子在第四象限内做什么运动动? _. 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FHGQ,可知QFGH是 正方 形,QOF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 反思总结总结 求解带电带电 粒子在组组合复合场场中运动问题动问题 的分析方法 (1)正确受力分析,除重力、弹弹力、摩擦力外
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