磁場第九章微專題12帶電粒子在復合場中運動1/35欄目導航命題點一帶電粒子在疊加場中運動

命題點二帶電粒子在組合場中運動考點三考點四模擬演練·穩基提能課后回顧·高效練習2/351．帶電體在疊加場中無約束情況下運動(1)洛倫茲力、重力并存①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動．②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復雜曲線運動，因洛倫茲力不做功，故機械能守恒，由此可求解問題．(2)靜電力、洛倫茲力并存(不計重力微觀粒子)①若靜電力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動．②若靜電力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復雜曲線運動，因洛倫茲力不做功，可用動能定理求解問題．帶電粒子在疊加場中運動3/35(3)靜電力、洛倫茲力、重力并存①若三力平衡，一定做勻速直線運動．②若重力與靜電力平衡，一定做勻速圓周運動．③若協力不為零且與速度方向不垂直，將做復雜曲線運動，因洛倫茲力不做功，可用能量守恒定律或動能定理求解問題．2．帶電體在疊加場中有約束情況下運動帶電體在疊加場中受輕桿、輕繩、圓環、軌道等約束情況下，常見運動形式有直線運動和圓周運動，此時解題要經過受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功特點，利用動能定理、能量守恒定律結合牛頓運動定律求解．4/355/35(1)經過計算判斷，小球M能否抵達圓環最高點．(2)小球M速度最大時，圓環對小球M彈力．(3)小球M電勢能改變量最大值．答案：(1)看法析(2)0.096N沿圓環徑向向外(3)0.2016J6/35解析：(1)設M、N在轉動過程中，繩對M、N做功分別為WT、WT′，則WT＋WT′＝0，設M抵達圓環最高點時，M、N動能分別為EkM、EkN，對M，洛倫茲力不做功，由動能定理得qER－mMgR＋WT＝EkM，對N，由動能定理得WT′－mNgR＝EkN，聯立解得EkM＋EkN＝－0.06J，即M在圓環最高點時，系統動能為負值，故M不能抵達圓環最高點．(2)設N轉過α角時，M、N速度大小分別為vM、vN，因M、N做圓周運動半徑和角速度均相同，故vM＝vN，對M，洛倫茲力不做功，由動能定理得7/358/359/35帶電粒子在疊加場中運動分析方法(1)搞清疊加場組成．(2)進行受力分析．(3)確定帶電粒子運動狀態，注意運動情況和受力情況結合．(4)對于粒子連續經過幾個不一樣種類場時，要分階段進行處理．(5)畫出粒子運動軌跡，靈活選擇不一樣運動規律．①當帶電粒子在疊加場中做勻速直線運動時，依據受力平衡列方程求解．②當帶電粒子在疊加場中做勻速圓周運動時，應用牛頓運動定律結合圓周運動規律求解．③當帶電粒子做復雜曲線運動時，普通用動能定理或能量守恒定律求解．④對于臨界問題，注意挖掘隱含條件．10/3511/35(1)小球帶何種電荷；(2)小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做功．(3)小球從F點飛出時磁場同時消失，小球離開F點后運動軌跡與軌道AC所在直線交點為G(G點未標出)，求G點到D點距離．答案：(1)帶正電荷(2)27.6J(3)2.26m12/3513/3514/351．設在地面上方真空室內存在勻強電場和勻強磁場．已知電場強度和磁感應強度方向是相同，電場強度大小E＝4.0V/m,磁感應強度大小B＝0.15T，今有一個帶負電質點以v＝20m/s速度在此區域內沿垂直場強方向做勻速直線運動，求此帶電質點電量與質量之比q/m以及磁場全部可能方向(角度可用反三角函數表示)．解析：依據帶電質點做勻速直線運動條件，得知此帶電質點所受重力、電場力和洛倫茲力協力必定為零．由此推知此三個力同一豎直平面內，如圖所表示，質點速度垂直紙面向外．15/3516/351．組合場：電場與磁場各位于一定區域內，并不重合，電場、磁場交替出現．2．分析思緒(1)劃分過程：將粒子運動過程劃分為幾個不一樣階段，對不一樣階段選取不一樣規律處理．(2)找關鍵點：確定帶電粒子在場區邊界速度(包含大小和方向)是處理該類問題關鍵．(3)畫運動軌跡：依據受力分析和運動分析，大致畫出粒子運動軌跡圖，有利于形象、直觀地處理問題．帶電粒子在組合場中運動17/35(1)粒子源發射粒子速度v0及從b點離開磁場粒子在磁場中運動最長時間tm；(2)電場強度方向及大小．18/3519/3520/3521/35帶電粒子在分離電場和磁場中運動問題分析(1)帶電粒子在電場和磁場組合場中運動．依據粒子在運動過程中受力情況，確定運動軌跡，計算粒子運動時間、位移等物理量．因為電場與磁場是分離，帶電粒子在電場中受到恒定電場力作用，加速度恒定，可能做勻變速直線運動，也可能做勻變速曲線運動．進入磁場之后，在磁場中受到洛倫茲力作用，粒子在磁場中做勻速圓周運動．(2)處理帶電粒子在電場中運動，用動能定理較為簡單．(3)解題過程中要注意不要漏解．22/3523/35解析：(1)因為電場力做功與路徑無關，且點電荷從a點沿不一樣方向射出時抵達b點時動能最大，說明在圓周上b點電勢最低，則過b點所作外接圓切線為b點等勢線，又因為電場線總是與等勢面相垂直，且由高等勢面指向低等勢面，故圖中Ob方向即為場強方向設外接圓半徑為R，由幾何關系知L＝2Rcos30°，由功效關系知電場力做功等于動能增量ΔEk＝Eq(R＋Rsin30°)，解得R＝0.3m，E＝18N/C．24/3525/3526/3527/35(1)小球從A點出發時初速度大小；(2)磁感應強度B大小．28/3529/353．(·江西紅色七校模擬)如圖所表示，粒子源O能夠源源不停地產生初速度為零正離子同位素，即這些正離子帶相同電荷量q，質量卻不相同．全部正離子先被一個電壓為U0勻強加速電場加速，再從兩板中央垂直射入一個勻強偏轉電場，已知此偏轉電場兩板間距為d，板間電壓為2U0，偏轉后經過下極板上小孔P離開電場．經過一段勻速直線運動后，正離子從Q點垂直于邊界AB進入一正方形區域勻強磁場(磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里)，不計正離子重力及離子間相互作用．30/35(1)當