章末復習總結第1頁第2頁第3頁第4頁帶電粒子在復合場中運動問題分析方法和習題類型以下：一、粒子在復合場中運動1．運動模型選擇這類問題只能選擇速度模型，初速度v0大小必為E/B，而不能選擇帶電多少和帶電正負．第5頁2．帶電物體在復合場中受力分析帶電物體在重力場、電場、磁場中運動時，其運動狀態改變由其所受協力決定，所以，對運動物體進行受力分析時必須注意以下幾點：(1)受力分析次序：先場力(包含重力、電場力、磁場力)、后彈力、再摩擦力等．第6頁(2)重力、電場力與物體運動速度無關，由物體質量決定重力大小，由電場強度決定電場力大小；但洛倫茲力大小與粒子速度相關，方向還與電荷性質相關．所以必須充分注意到這一點才能正確分析其受力情況，從而正確確定物體運動情況．第7頁3．帶電物體在復合場運動類型(1)當帶電物體所受合外力為零時，做勻速運動或處于靜止狀態．(2)當帶電物體所受合外力充當向心力時，做勻速圓周運動．(3)當帶電物體所受協力改變且和速度不在一條直線上時，做非勻變速曲線運動．第8頁4．綜合問題處理方法(1)處理力電綜合題方法先確定研究對象，然后進行受力分析(包含重力)、狀態分析和過程分析，再進行能量轉化分析，從兩條主要路徑處理問題．①用力觀點進行解答，慣用到正交分解方法，分別應用牛頓三定律列出運動方程，然后對研究對象運動進行分解．可將曲線運動轉化為直線運動來處理，再利用運動學特點與方法，依據相關條件列出方程進行求解．第9頁②用能量觀點處理問題，對于受變力作用帶電物體運動，必須借助于能量觀點來處理．即使都是恒力作用問題，用能量觀點處理也比較簡練，詳細方法有兩種：Ⅰ.用動能定理處理，思維次序普通為：a．搞清研究對象，明確所研究物理過程；b．分析物體在所研究過程中受力情況，搞清哪些力做功，做正功還是負功；c．搞清所研究過程始、末狀態(主要指動能)．第10頁Ⅱ.用包含靜電勢能和內能在內能量守恒定律處理，處理方法常有兩種：a．從初、末狀態能量相等(即E1＝E2)列方程；b．從一些能量降低等于另一些能量增加(即ΔE＝ΔE′)列方程；c．若受重力、電場力和磁場力作用，因為洛倫茲力不做功，而重力與電場力做功都與路徑無關，只取決于始末位置．所以它們機械能與電勢能總和保持不變．第11頁(2)處理復合場用等效方法各種性質場與實物(由分子和原子組成物質)根本區分之一是場含有疊加性，即幾個場能夠同時占據同一空間，從而形成疊加場．疊加場中力學問題，能夠依據力獨立作用原理分別研究每一個場力對物體作用效果；也能夠同時研究幾個場力共同作用效果，將疊加場等效為一個簡單場，然后與重力場中力學問題進行類比，利用力學規律和方法進行分析與解答．第12頁二、經典例題解析1．勻速直線運動【例1】如圖1所表示，勻強電場方向水平向右，勻強磁場方向垂直于紙面向里，一質量為m、電量為q粒子以速度v與磁場垂直、與電場成45°角射入復合場中，恰能做勻速直線運動，求電場強度E和磁感強度B大小．圖1第13頁解析：由帶電粒子所受洛倫茲力與速度v垂直、電場力方向與電場線平行，知粒子必須還受重力才能做勻速直線運動．假設粒子帶負電受電場力水平向左，則它所受洛倫茲力就應斜向右下方與速度v垂直，這么一來粒子不能做勻速直線運動，所以粒子應帶正電．可畫出受力分析如圖1所表示，據共點力平衡條件可得第14頁高分通道本題包括帶電粒子(體)在復合場中受力以及帶電粒子(體)在運動中是否受力平衡分析，考查了學生了解、推理、分析綜合和發散思維能力．第15頁2．勻變速直線運動【例2】一質量為m、電量為＋q帶電小球處于如圖2所表示勻強電場和勻強磁場中，且恰好能靜止在傾角為30°足夠長絕緣光滑固定斜面頂端(對斜面壓力恰為零)．若快速把電場方向改為豎直向下，則小球能在斜面上滑行多遠？圖2第16頁第17頁高分通道挖掘題目隱含條件，找出小球對斜面壓力恰為零時受力情況，注意洛倫茲力隨速度改變對彈力影響和小球離開斜面運動條件(彈力為零)是求解本題關鍵．第18頁3．非勻變速直線運動【例3】一絕緣棒處于磁感應強度為B勻強磁場中，棒與磁場垂直，磁感線水平向紙內，如圖3所表示．棒上套一個可在其上滑動帶負電小球C，小球質量為m電量為q，球與棒間動摩擦因數為μ，讓小球從棒上端由靜止下滑，求：圖3第19頁(1)小球最大加速度；(2)小球最大速度；(3)動摩擦因數大小應具備什么條件？圖4第20頁第21頁(2)小球到達最大加速度后，速度增加更加快，當其速度增至一定值后，棒對球壓力變為斜向下，如圖5所表示，伴隨v↑→FB↑→FN↑→Ff↑→a↓，小球加速度減小為零是小球含有最大速度臨界條件．當a＝0時v→vm，小球開始做勻速直線運動．依據共點力平衡條件得圖5第22頁第23頁(3)小球C從斜置絕緣棒上由靜止開始向下運動，必須滿足條件為mgsinθ>Ff，而Ff＝μFN＝μmgcosθ，所以應有mgsinθ>μmgcosθ.由此可得，動摩擦因數μ大小應具備條件為μ<tanθ.第24頁高分通道本題從所求量相關量出發分析動態改變以確定臨界狀態，即加速度最大時協力最大，速度最大時加速度為零等，是正確求解關鍵．第25頁4．往返直線運動【例4】質量為m金屬滑塊帶電量＋q，以某一初速沿水平絕緣地板進入電磁場空間，勻強磁場方向如圖6所表示，勻強電場方向水平，滑塊與地板間動摩擦因數為μ.已知滑塊自A點沿板勻速直線運動，到B點與開關相碰，使形成電場電路斷開，電場馬上消失，磁場依然存在．設碰撞時滑塊無電量損失，而動能變為碰撞前1/4.滑塊磁撞后勻速直線運動返回A點，往返總時間為t，AB長為L，求：第26頁圖6第27頁(1)勻強電場場強大小及方向；(2)磁感應強度B為多少？(3)全過程摩擦力做功多少？解析：滑塊水平向右勻速直線運動過程中，在豎直方向受到向下重力、洛倫茲力和向上支持力作用，如圖7所表示，據共點力平衡條件有mg＋qv1B＝N.滑塊在水平方向受向左滑動摩擦力，則滑塊所受電場力應水平向右，第28頁其勻速直線運動條件為qE＝f，且f＝μN.進而可知電場E方向必水平向右．由返回時電場消失、磁場存在、滑塊向左勻速直線運動，可判斷在豎直方向受到向下重力和向上洛倫茲力且保持平衡，有(此階段滑塊不受滑動摩擦力)mg＝qv2B，圖7第29頁圖8第30頁第31頁高分通道依據題目條件結合勻速直線運動條件和摩擦力產生條件對滑塊進行正確受力分析，是求解該題關鍵．第32頁5．勻變速曲線運動【例5】真空中存在一空間范圍足夠大、水平向右勻強電場，在電場中將一質量為m、帶正電小球由靜止釋放，則運動中小球速度與豎直方向夾角為37°.現將該小球從電場中某點以初速度v0豎直向上拋出．求運動過程中：第33頁(1)小球所受電場力大小及方向；(2)小球從拋出點至最高點電勢能改變量．解析：(1)依據題設條件，電場力大小為F＝mgtan37°＝3mg/4，電場力方向水平向右．(2)將小球豎直向上拋出后，小球在電場與重力場復合場中做勻速曲線運動．小球沿豎直方向做勻減速直線運動，速度為第34頁第35頁第36頁高分通道注意題目條件和物體做勻變速曲線運動條件(合外力恒定且合外力與初速度成一夾角)以及處理勻變速曲線運動慣用方法(把曲線運動分解為兩個正交方向上直線運動研究)是正確求解關鍵．第37頁6．非勻變速曲線運動【例6】如圖9所表示，相互垂直勻強電場和勻強磁場，其電場強度和磁感強度大小分別為E和B.一個質量為m、帶正電且電荷量為q油滴，以水平速度v0從A點射入，經過一段時間后運動到C點．試計算：圖9第38頁(1)油滴剛進入A點加速度；(2)若抵達C點時，偏離入射方向距離為d，其速度是多大？解析：(1)油滴在A點受到豎直向下電場力、重力和豎直向上洛倫茲力作用(如圖9所表示)向上偏轉，依據曲線運動特點(軌跡夾在合外力與速度之間且向合外力一側彎曲)知油滴加速度方向豎直向上，由牛頓第二定律得qBv0－mg－qE＝ma.第39頁第40頁第41頁第42頁高分通道帶電粒子(體)在復合場中做非勻變速曲線運動時，因為洛倫茲力隨速度改變而改變，其軌跡既不是圓弧也不是拋物線，求解時應注意功效觀點應用．第43頁7．勻速圓周運動