专题-带电粒子在复合场中运动分析.pptVIP

一、课标考点 1.复合场：是指电场、磁场和重力场并存或者其中两种场并存的情况。带电粒子在复合场中运动时要考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用。 2. 三种力的比较： 3．带电粒子在复合场中的运动轨迹： （1）若粒子所受合外力为零或合外力在粒子运动的方向上，粒子做_ 直线 __运动。 （2）若粒子所受合外力大小不变，方向始终与粒子的运动方向垂直，粒子做_ 匀速圆周_运动。 （3）若粒子所受合外力与速度既不平行也不垂直，粒子做__ 曲线____运动。 4. 解决带电粒子在复合场中运动的基本方法: 动力学观点；能量观点。 例1：如图所示，两块水平放置的金属板长L=1.40m，间距为d=0.30m。两板间有B=1.25T，方向垂直纸面向里的匀强磁场。两板电势差U=1.5×103v，上板电势高。当t=0时，质量m=2.00×10-15kg，电量q= 1.00×10-10C的正粒子，以速度V=4.00×103m/s从两板中央水平射入。不计重力，试分析：① 粒子在两板间如何运动？② 粒子在两板间的运动时间是多少？ * 专题：带电粒子在复合场中运动 一、带电粒子在复合场中的运动情况分析 2.三种场的不同特点比较 1.复合场： （3）分区域存在(连接与组合)。 （1）重力场、电场和磁场并存(叠加场)， （2）其中某两场并存(叠加场)， 粒子连续运动时，一般要同时考虑重力、洛伦兹力和电场力的作用。 思考：在什么情况下考虑研究对象的重力？ 在什么情况下不考虑研究对象的重力？ 一、带电体的分类 1、基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等。(速度选择器) 除有说明或明确的暗示以外，一般不考虑重力（质量不能忽略） 2、带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等。 除有说明或明确的暗示以外，一般要考虑重力 二、由带电体的运动情况推测带电体的受力情况，看是否考虑重力。 始终不做功 左手定则 F = BqV 洛伦兹力 W = Uq 带正电粒子受力与电场方向相同，负电相反 F = Eq 电场力 做功只与始、末高度差有关 竖直向下 G = mg 重力 做功特点 方向 大小 解：电场力 F=qE= q =5×10 -7 N （竖直向下） 洛伦兹力 F=Bqv= 5×10 -7 N （竖直向上） 即 粒子所受两力平衡 所以，粒子应该做匀速直线运动。 运动的时间 t= =3.5×10-4s 例1　如图，在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为1T，电场强度为10 N/C，一个带正电的微粒，q=2×10-6C，质量m=2×10-6㎏，在这正交的电场的磁场内恰好做匀速直线运动，则带电粒子运动的速度大小多大？方向如何？ mg mg=2×10-5N F=qE 做匀速直线运动 F合=0 f=qvB v θ θ v=4×10-5/qB=20m/s tanθ=qE/mg θ=60° 速度方向与电场强度方向成θ=60°角度 例2 如图，水平放置的平行金属板A带正电，B带负电，A、B间距离为d，匀强电场的场强为E，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，今有一带电粒子A、B间竖直平面内做半径为R的匀速圆运动，则带电粒子的转动方向为顺时针还是逆时针，速率是多少？ 是否考虑重力？ qE f=qvB 匀速圆周运动的条件： F合=F向 mg F合=f=qvB=F向 带负电 qE=mg v 转动方向为顺时针 qvB=mv2/R v=qBR/m m=qE/g v=BRg/E 例3.如图，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平指向纸外，有一电荷(不计重力），恰能沿直线从左向右飞越此区域，则若电子以相同的速率从右向左水平飞入该区域，则电子将( ) A.沿直线飞越此区域 B.电子将向上偏转 C.电子将向下偏转 D.电子将向纸外偏转 C 例4.如图，一个带正电的摆球，在水平匀强磁场中振动，振动平面与磁场垂直，当摆球分别从左侧或右侧运动到最低位置时，具有相同的物理量是：( ) A.球受到的磁场力 B.悬线对球的拉力 C.球的速度 D.球的动能 D 思考题： 如图，长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m、电量为q的带正电粒子（不计重力）从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，为使粒子能够打在极板上，则粒子的速度应满足什么关系？ L a b o R R-L/2 L 解：经分析得，粒子打在b点时有最大速度vmax，打在a点时有最小速度vmin。 当粒子打在b点时，设对应的半径为R 如图所