2012届高考物理一轮全程课件83 带电粒子在复合场中的运动.pptVIP

温故自查 1．定义：同时存在电场和磁场的区域，同时存在磁场和重力场的区域，同时存在 、 和 的区域，都叫做复合场，也称为叠加场． 2．特征：带电粒子在复合场中同时受到 、 、 的作用，或其中某两种力的作用 考点精析 重力、电场力、洛伦兹力的比较 注意：重力考虑与否分三种情况： (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力． (2)在题目中有明确交待是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单． (3)直接看不出是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果，先进行定性确定是否要考虑重力. 温故自查 1．带电粒子在复合场中无约束情况下的运动性质 (1)当带电粒子所受合外力为零时，将做 或处于 ，合外力恒定且与初速度同向时做匀变速直线运动，常见情况有： ①洛伦兹力为零(即v与B平行)时，重力与电场力平衡，做匀速直线运动；或重力与电场力的合力恒定做匀变速运动． ②洛伦兹力与速度v垂直，且与重力和电场力的合力平衡，带电粒子做匀速直线运动． (2)当带电离子所受合外力充当向心力，带电粒子做 时，由于通常情况下，重力和电场力为恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡，洛伦兹力充当向心力． (3)当带电粒子所受的合力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做非匀变速的 2．带电粒子在复合场中有约束情况下的运动 带电粒子所受约束，通常有面、杆、绳、圆轨道等，常见的运动形式有 和 ，此类问题应注意分析洛伦兹力所起的作用． 3．带电粒子在交变场中的运动 带电粒子在不同场中的运动性质可能不同，可分别进行讨论．粒子在不同场中运动的联系点是速度，因为速度不能突变，在前一个场中运动的末速度，就是后一个场中运动的初速度． 4．带电粒子在复合场中的直线运动 (1)带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据 列方程求解． (2)带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上时，粒子将做匀变速直线运动．处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用 、 、 等规律列方程求解． 5．带电粒子在复合场中的曲线运动 (1)当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做 ． (2)当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动．一般处理这类问题，选用 或 列方程求解． (3)由于带电粒子在复合场中受力情况复杂、运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解． 考点精析 解决复合场类问题的分析方法和基本思路： (1)全面的、正确的受力分析．除重力、弹力、摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析．核心在于洛伦兹力随带电粒子运动状态的变化而改变． (2)正确分析物体的运动状态．找出物体的速度、位置及其变化特点，洛伦兹力随带电粒子运动状态的变化而改变，从而导致运动状态发生新的变化，要结合动力学规律综合分析．如果出现临界状态，注意挖掘隐含条件，分析临界条件，列出辅助方程． 注意：带电粒子在复合场中运动的问题，往往综合性较强，物理过程复杂．在分析处理该部分的问题时，要充分挖掘题目的隐含信息，利用题目创设的情境，对粒子做好受力分析、运动过程分析，培养空间相象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力． 命题规律　带电粒子在重力场和磁场中运动．根据重力和洛伦兹力的特点，确定粒子的运动轨迹，或最终运动状态． [考例1]　(2008·四川春)如图所示，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上．整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下．一电荷量为q(q0)、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O′.球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为 为了使小球能够在该圆周上运动，求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率．重力加速度为g. [解析]　据题意，小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，该圆周的圆心为O′.P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力FN和磁场的洛伦兹力　f＝qvB，① 式中v为小球运动的速率，洛伦兹力f的方向指向O′，根据牛顿第二定律　FNcosθ－mg＝0，② 将倾角为θ的光滑绝滑斜面放到一个足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一个质量为m、带电荷量为q的小物体在斜面上由静止开始下滑(设斜面足够长)，如