1、第四節第四節帶電粒子在復合場中運動帶電粒子在復合場中運動周璐系列復習課件周璐系列復習課件磁場磁場要點要點疑點疑點考點考點一、帶電粒子在復合場中運動的根本分析一、帶電粒子在復合場中運動的根本分析 1. 1.這里所說的復合場是指電場、磁場、重力場這里所說的復合場是指電場、磁場、重力場并存，或其中某兩種場并存的場并存，或其中某兩種場并存的場. .帶電粒子在這些復帶電粒子在這些復合場中運動時，必需同時思索電場力、洛倫茲力和合場中運動時，必需同時思索電場力、洛倫茲力和重力的作用或其中某兩種力的作用，因此對粒子的重力的作用或其中某兩種力的作用，因此對粒子的運動方式的分析就顯得極為重要運動方式的分析就顯得極

2、為重要. . 2. 2.當帶電粒子在復合場中所受的合外力為當帶電粒子在復合場中所受的合外力為0 0時，時，粒子將做勻速直線運動或靜止粒子將做勻速直線運動或靜止. . 3.當帶電粒子所受的合外力與運動方向在同一條當帶電粒子所受的合外力與運動方向在同一條直線上時，粒子將做變速直線運動直線上時，粒子將做變速直線運動. 4.當帶電粒子所受的合外力充任向心力時，粒子當帶電粒子所受的合外力充任向心力時，粒子將做勻速圓周運動將做勻速圓周運動. 5.當帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不當帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的，那么粒子將做變加速運動，這類問題普斷變化的，那么粒子將做變加速運動，這類

3、問題普通只能用能量關系處置通只能用能量關系處置.要點要點疑點疑點考點考點二、電場力和洛倫茲力的比較二、電場力和洛倫茲力的比較 1.在電場中的電荷，不論其運動與否，均遭到電場力在電場中的電荷，不論其運動與否，均遭到電場力的作用；而磁場僅僅對運動著的、且速度與磁場方向不的作用；而磁場僅僅對運動著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用平行的電荷有洛倫茲力的作用. 2.電場力的大小電場力的大小F=Eq,與電荷的運動的速度無關；而洛與電荷的運動的速度無關；而洛倫茲力的大小倫茲力的大小f=Bqvsina，與電荷運動的速度大小和方向，與電荷運動的速度大小和方向均有關均有關. 3.電場力的方向與電場

4、的方向或一樣、或相反；而洛電場力的方向與電場的方向或一樣、或相反；而洛倫茲力的方向一直既和磁場垂直，又和速度方向垂直倫茲力的方向一直既和磁場垂直，又和速度方向垂直.要點要點疑點疑點考點考點 4.電場既可以改動電荷運動的速度大小，也可以改電場既可以改動電荷運動的速度大小，也可以改動電荷運動的方向，而洛倫茲力只能改動電荷運動的動電荷運動的方向，而洛倫茲力只能改動電荷運動的速度方向，不能改動速度大小速度方向，不能改動速度大小. 5.電場力可以對電荷做功，能改動電荷的動能；洛電場力可以對電荷做功，能改動電荷的動能；洛倫茲力不能對電荷做功，不能改動電荷的動能倫茲力不能對電荷做功，不能改動電荷的動能. 6

5、.勻強電場中在電場力的作用下，運動電荷的偏轉勻強電場中在電場力的作用下，運動電荷的偏轉軌跡為拋物線；勻強磁場中在洛倫茲力的作用下，垂軌跡為拋物線；勻強磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運動的電荷的偏轉軌跡為圓弧直于磁場方向運動的電荷的偏轉軌跡為圓弧.要點要點疑點疑點考點考點課課 前前 熱熱 身身1、如下圖，勻強電場方向豎直向上，勻強磁場方向、如下圖，勻強電場方向豎直向上，勻強磁場方向程度指向紙外，有一電荷程度指向紙外，有一電荷(不計重力，恰能沿直線不計重力，恰能沿直線從左向右飛越此區域，那么假設電子以一樣的速率從左向右飛越此區域，那么假設電子以一樣的速率從右向左程度飛入該區域，那么電子將

6、從右向左程度飛入該區域，那么電子將( )A.沿直線飛越此區域沿直線飛越此區域B.電子將向上偏轉電子將向上偏轉C.電子將向下偏轉電子將向下偏轉D.電子將向紙外偏轉電子將向紙外偏轉C2、如下圖，一個帶正電的擺球，在程度勻強磁場中、如下圖，一個帶正電的擺球，在程度勻強磁場中振動，振動平面與磁場垂直，當擺球分別從左側或右振動，振動平面與磁場垂直，當擺球分別從左側或右側運動到最低位置時，具有一樣的物理量是：側運動到最低位置時，具有一樣的物理量是：( ) A.球遭到的磁場力球遭到的磁場力 B.懸線對球的拉力懸線對球的拉力 C.球的動量球的動量 D.球的動能球的動能D課課 前前 熱熱 身身3、如下圖，一質、

7、如下圖，一質量為量為m、帶電量為、帶電量為+q的帶的帶電圓環由靜止開場，沿電圓環由靜止開場，沿動摩擦系數為動摩擦系數為的桿下滑，的桿下滑，那么圓環的運動情況是先做那么圓環的運動情況是先做加速度減小的加速運動，加速度減小的加速運動，后做勻速直線運動后做勻速直線運動.課課 前前 熱熱 身身 【模擬題】如下圖空間存在程度向【模擬題】如下圖空間存在程度向左的勻強電場左的勻強電場E和垂直紙面向里的勻和垂直紙面向里的勻強磁場強磁場B.質量為質量為m、帶電量為、帶電量為+q的小的小球套在粗糙的并足夠長的豎直絕緣桿球套在粗糙的并足夠長的豎直絕緣桿上由靜止開場下滑，那么上由靜止開場下滑，那么( )A.小球的加速

8、度不斷減小，直至為小球的加速度不斷減小，直至為0B.小球的加速度先增大后減小，最終為小球的加速度先增大后減小，最終為0C.小球的速度先增大后減小，最終為小球的速度先增大后減小，最終為0D.小球的動能不斷增大，直到某一最大值小球的動能不斷增大，直到某一最大值BD課課 前前 熱熱 身身4 4、在圖中虛線框內同時存在勻強電、在圖中虛線框內同時存在勻強電場和勻強磁場，一帶電粒子從左向右場和勻強磁場，一帶電粒子從左向右沿直線穿過此區域沿直線穿過此區域( (不計重力不計重力) )，電場，電場E E方向和磁場方向和磁場B B方向的能夠是什么？方向的能夠是什么？(1)E(1)E方向豎直向下，方向豎直向下，B

9、B方向垂直紙面向里方向垂直紙面向里( (或或E E、B B均反向均反向) )；(2)B(2)B方向豎直向下，方向豎直向下，E E方向垂直紙方向垂直紙面向外面向外( (或或B B、E E均反向均反向) )。3 3E E、B B方向與方向與V V方向一樣或相反。方向一樣或相反。 課課 前前 熱熱 身身5 5、如下圖，在勻強電場和勻強磁場共存的區域內，、如下圖，在勻強電場和勻強磁場共存的區域內，場強場強E E的方向豎直向下，磁感應強度的方向豎直向下，磁感應強度B B的方向垂直紙面的方向垂直紙面向里有三個帶有等量同種電荷的油滴向里有三個帶有等量同種電荷的油滴M M、N N、P P在該在該區域中運動，其

10、中區域中運動，其中M M向有做勻速直線運動，向有做勻速直線運動，N N在豎直平在豎直平面內做勻速圓周運動，面內做勻速圓周運動，P P向左做勻速直線運動，不計向左做勻速直線運動，不計空氣阻力，那么三個油滴的質量關系是空氣阻力，那么三個油滴的質量關系是( )( ) A A、mMmMmNmNmPmP B B、mPmPmNmNmMmM C C、mNmNmPmPmMmM D D、mPmPmMmMmNmN課課 前前 熱熱 身身B才干才干思想思想方法方法 在復合場中嚴厲來說對于電場和磁場又可以分在復合場中嚴厲來說對于電場和磁場又可以分為復合場與疊加場兩種情況：為復合場與疊加場兩種情況： 一、復合場：即電場與

11、磁場有明顯的界限，帶一、復合場：即電場與磁場有明顯的界限，帶電粒子分別在兩個區域內做兩種不同的運動，即電粒子分別在兩個區域內做兩種不同的運動，即分段運動，該類問題運動過程較為復雜，但對于分段運動，該類問題運動過程較為復雜，但對于每一段運動又較為明晰易辨，往往這類問題的關每一段運動又較為明晰易辨，往往這類問題的關鍵在于分段運動的銜接點時的速度，其有承上啟鍵在于分段運動的銜接點時的速度，其有承上啟下的作用下的作用. 二、疊加場：即在同一區域內同時有電場和磁場，二、疊加場：即在同一區域內同時有電場和磁場，此類問題看似簡單，受力不復雜，但仔細分析其運此類問題看似簡單，受力不復雜，但仔細分析其運動往往比

12、較難以把握，是不能一目了然的，這對于動往往比較難以把握，是不能一目了然的，這對于學生的空間想象和邏輯思想才干要求較高學生的空間想象和邏輯思想才干要求較高. 【例【例1】如下圖，在平行金屬板間有勻強電場和】如下圖，在平行金屬板間有勻強電場和勻強磁場，方向如圖，有一束正電荷沿中心線方向勻強磁場，方向如圖，有一束正電荷沿中心線方向程度射入，卻分成三束分別由程度射入，卻分成三束分別由a、b、c三點射出，問三點射出，問可以確定的是這三束帶電粒子的什么物理量不一可以確定的是這三束帶電粒子的什么物理量不一樣樣?(重力不計重力不計) 【解析】此題帶電粒子的運動情況完全由其受力【解析】此題帶電粒子的運動情況完全

13、由其受力所決議，但值得留意的是帶電粒子從所決議，但值得留意的是帶電粒子從a、c兩點射出時兩點射出時的運動方式是非勻變速曲線運動的運動方式是非勻變速曲線運動.此題必需由帶電粒此題必需由帶電粒子的受力結合其運動情況來最終確定子的受力結合其運動情況來最終確定. 解從解從b點飛出的帶電粒子一定是勻速直線運動，點飛出的帶電粒子一定是勻速直線運動，其所受電場力與洛倫茲力是一對平衡力，即：其所受電場力與洛倫茲力是一對平衡力，即：Bqv=Eq,所以有所以有v=E/B; 同理，從同理，從a處飛出的有：處飛出的有：vE/B;從從c處飛出的有：處飛出的有：vE/B.【解題回想】受力分析和運動分析是關鍵【解題回想】受

14、力分析和運動分析是關鍵.才干才干思想思想方法方法 【例【例2】如下圖，質量為】如下圖，質量為m、帶電量為、帶電量為q的小球，的小球，在傾角為在傾角為的光滑斜面上由靜止下滑，勻強磁場的光滑斜面上由靜止下滑，勻強磁場的感應強度為的感應強度為B，方向垂直紙面向外，假設帶電，方向垂直紙面向外，假設帶電小球下滑后某時辰對斜面的作用力恰好為小球下滑后某時辰對斜面的作用力恰好為0，問：，問：小球所帶電小球所帶電荷的性質如何荷的性質如何?此時此時小球的下滑速度和小球的下滑速度和下滑位移各是多大下滑位移各是多大?才干才干思想思想方法方法 【解析】對于小球為何會對斜面的壓力為【解析】對于小球為何會對斜面的壓力為0

15、，經過受力分析即可獲得小球所受洛倫茲力垂直斜面經過受力分析即可獲得小球所受洛倫茲力垂直斜面向上，由小球沿斜面向下運動可知小球帶正電，而向上，由小球沿斜面向下運動可知小球帶正電，而小球下滑的過程中速度添加，洛倫茲力添加，斜面小球下滑的過程中速度添加，洛倫茲力添加，斜面支持力減小，當洛倫茲力大小等于重力垂直于斜面支持力減小，當洛倫茲力大小等于重力垂直于斜面的分力時，支持力為的分力時，支持力為0. 關鍵是小球沿斜面方向的受力是恒力關鍵是小球沿斜面方向的受力是恒力.才干才干思想思想方法方法解解 壓力為壓力為0時有：時有：mgcos=Bqv 可得可得v=mgcos /Bq 小于沿斜面向下的加速度為小于沿

16、斜面向下的加速度為gsin且為勻加且為勻加速，可由速，可由v=2as得：得：s=m2gcos2/(2B2q2sin) ； 【解題回想】由物體運動分析可定性確定物【解題回想】由物體運動分析可定性確定物體的受力情況，剩下的是動力學規律的運用。體的受力情況，剩下的是動力學規律的運用。才干才干思想思想方法方法 訓練訓練1 1、如下圖，空間存在豎直向下的勻強電、如下圖，空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場，一帶電液滴從靜止場和垂直紙面向外的勻強磁場，一帶電液滴從靜止開場從靜止開場自開場從靜止開場自A A沿曲線沿曲線ACBACB運動，到達運動，到達B B點時，點時，速度為零，速度為零，C C點是運動的最低點點是運動的最低點. .以下說法正確的選以下說法正確的選項是項是 ( ) ( ) A A、液滴一定帶負電、液滴一定帶負電 B B、液滴在、液滴在C C點時動能最大點時動能最大 C C、液滴受摩擦力不計時那么機械能守恒、液滴受摩擦力不計時那么機械能守恒 D D、液滴在、液滴在C C點機械能最小點機械能最小答案：答案：ABDABD思索與研討思索與研討 訓練訓練2 2、如下圖，金屬小球質量為、如下圖，金屬小球質量為m