[高三理化生]物理 专题 带电粒子在复合场中的运动.pptVIP

7、带电粒子在复合场中的一般曲线运动 例9、如图所示，空间存在着垂直纸面向外的水平匀强磁场，和竖直向上的匀强电场，磁感应强度为B电场强度为E，在这个区域内，有一个带正电的液滴a在电场力和重力的作用下处于静止状态，现在从场中某点由静止释放一个带负电的液滴b（图中未画出），当它的运动方向变为水平时恰好与a相撞撞后两液滴合为一体，并沿水平方向做匀速直线运动，已知液滴b的质量是a质量的2倍，b所带的电量大小是a所带电量的4倍，设相撞前a、b之间的静电力不计， （1）求两液滴相撞后共同速度的大小 （2）画出液滴b在相撞前运动的轨迹示意图 （3）求液滴b开始下落时距液滴a的高度h * 高二物理培优辅导专题 2009.03.28 三种场力的特点比较： 重 力 洛 伦 兹 力 电 场 力 力 做功特点 力的方向 力的大小 比较项 ①G=mg ②与带电体的运动状态无关 ①FE=qE ②与电荷的运动状态无关。 ①电荷静止或v 平行于B，不受洛伦兹力 ② v与B垂直，FB=qBv 总是竖直向下 正电荷受力方向与E方向相同。 负电荷受力方向与E方向相反。 方向垂直于B、v所决定的平面，分清正负电荷后用左手定则确定方向。 做功多少与路径无关，只取决于始、末位置的高度差。 做功多少与路径无关，只取决于始、末位置两点间电势差。 洛伦兹力对电荷不做功,不改变电荷的速率、动能 一、带电粒子在复合场中运动的分析 1.这里所说的复合场是指电场、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. 2.当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，粒子将做匀速直线运动或静止. 3.当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动. 4.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. 二、电场力和洛伦兹力的比较 1.在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用. 2.电场力的大小F=Eq,与电荷的运动的速度无关；而洛伦兹力的大小f=Bqvsina，与电荷运动的速度大小和方向均有关. 3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直. 4.电场既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小. 5.电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能. 6.匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛伦兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧. 三、对于重力的考虑 重力考虑与否分三种情况.(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，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、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重力.(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)是直接看不出是否要考虑重力，但在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果，先进行定性确定再是否要考虑重力. 归纳总结 1、通常所说复合场的含义： 电场、磁场和重力场并存或某两场复合或组合。 2、受力分析注意三力的特点： 电场力、重力往往不变，洛伦兹力始终与速度方向垂直。 3、三力单独作用的运动特点： 电场力、重力作用下作直线运动或类平抛运动，洛伦兹力作用下作圆周运动或螺旋线运动。 4、做功特点： 电场力、重力做功与路径无关，由始末位置决定，洛伦兹力永不做功。 5、应用广泛： 如回旋加速器、速度选择器、质谱仪、磁流体发电机、电磁流量计、霍耳效应. 因此带电粒子在复合场中运动问题就是综合运用力学三大观点：动力学观点，能量观点、动量观点。 6. 处理方法： 1，牛顿运动定律并结合运动学知识 2，动量定理或者动量守恒 3，运用动能定理或者能量守恒 一．带电粒子在电场中运动 带电粒子在电场中的运动可分为三类： 第一类为平衡问题；第二类为包括有往复问题；第三类为偏转问题。 解题的基本思路是：首先对带电粒子进行受力分析，再弄清运动过程和运动性质，最后确定采用解题的观点（力的观点、能的观点和动量观点）。平衡问题运用物体