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高中物理专题突破之带电粒子在复合场中的运动1、带电粒子在复合场中运动的基本分析复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场. 带电粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要.所以问题本质还是物体的动力学问题.分析此类问题的一般方法为：首先从粒子的开始运动状态受力分析着手，由合力和初速度判断粒子的运动轨迹和运动性质，注意速度和洛伦兹力相互影响这一特点，将整个运动过程和各个阶段都分析清楚，然后再结合题设条件，边界条件等，选取粒子的运动过程，选用有关动力学理论公式求解，并把受力分析贯穿整过过程分析之中. 常用到下列知识.2、粒子所受的合力和初速度决定粒子的运动轨迹及运动性质：当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做匀速直线运动或保持静止状态.当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动.当带电粒子所受到大小恒定，方向均匀变化合外力的时，这个力充当向心力，粒子将做匀速圆周运动.当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理.例1．如图所3--11示光滑水平地面上方，存在一空间范围很大的匀强电场，场强E=100V/m，方向竖直向下.质量M=0.2Kg的绝缘滑块，静止在水平面上，滑块的上表面是半径R=0.1m的光滑圆弧轨道AB，如图所示：A点距水平面高度H=0.2m，且圆弧过A点切线方向水平. 现有一质量m=0.1Kg，电荷量q=+1.0×10C的带电小球，以V=6m/s的水平初速度从A点冲上滑块，当小球空中运动到最高点时，给滑块一个瞬时冲量，使滑块速度突变为零. 小球在水平面上的落点与A点间的水平距离？（g=10m/s,BC间宽度很小,结果保留两位有效数字学生解答：老师讲解：学生反思：例2．如图3-12所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴. 一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g,求：电场强度E的大小和方向；小球从A点抛出时初速度v0的大小；A点到x轴的高度h.学生解答：老师讲解：学生反思：例3．如图3-13所示，oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与x轴平行. 从y轴上的M点（0，H，0）无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xz平面上的N（L，0，b）点（L0，b0）. 若撤去磁场则小球落在xz平面的P点（L，0，0）. 已知重力加速度为ｇ.(1)已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，试判断其可能的具体方向；(2)求电场强度E的大小；(3)求小球落至N点时的速率v.学生解答：老师讲解：学生反思：例4．如图3-14所示，直线形挡板P1P2P3与半径为r的圆弧形挡板P3P4P5平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动. 线圈C1C2C3的匝数为n,其端点C1、C3通过导线分别与电阻R1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻R1的阻值是线圈C1C2C3阻值的2倍，其余电阻不计，线圈C1C2C3内有一面积为S、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间均匀增大. 质量为m的小滑块带正电，电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度V0从P1位置出发，沿挡板运动并通过P5位置. 若电容器两板间的电场为匀强电场，P1、P2在电场外，间距为L,其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g.求：（1）小滑块通过P2位置时的速度大小.（2）电容器两极板间电场强度的取值范围.（3）经过时间t,磁感应强度变化量的取值范围.学生解答：老师讲解：学生反思：针对训练1．如图3-15所示，在距地面一定高度的地方以初速度向右水平抛出一个质量为m，带负电，带电量为q的小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离（水平射程），求：(1)若在空间加上一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程增加为原来的2倍，求此电场的场强的大小和方向；(2)若除加上上述匀强电场外，再加上一个与方向垂直的水平匀强磁场，使小球抛出后恰好做匀速直线运动，求此匀强磁场的磁感应强度的大小和方向.2．如图3-16所示，在A点固定一正电荷，电量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带正电荷的液珠，开始运动瞬间的加速度大小恰好等于重力加速度g.已知静电常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计