5带电粒子在复合场中的运动【论文】.docVIP

5.5 带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在电场和磁场中受力和运动的关系问题，是力学和电学的结合题，一般要把力学规律和电学规律综合起来讨论．首先，要抓住电学中的电场、磁学中的磁场，对电场和磁场的认识是解决问题的基础；接着就是带电粒子在这些场中的受力情况，场力做功情况，以及能量变化的情况．一涉及到带电粒子受力和运动关系，就要把带电粒子在场中的特点，跟处理力学问题的方法结合起来，能把力学和电学结合起来考虑问题，那么这类问题就会迎刃而解． 一、复合场及分类 复合场是指重力场、电场、磁场并存的场，在中学中常有四 二、处理复合场问题的前提 判断带电粒子的重力是否可以忽略，这要依据具体情况而粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘 三、带电粒子在复合场中运动的处理方法 1．正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提 带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子所受的 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，做匀速直线 当带电粒子所受的合外力是变力，且与初速度方向不在一 2．灵活选用力学规律是解决问题的关键 当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据平衡条件列 当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用 当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，应选用动能 如果涉及两个带电粒子的碰撞问题，还要根据动量守恒定 四、带电粒子在交变场中的运动 带电粒子在交变电场或磁场(其运动情况通常具有某种对称性)．另 五、实际应用(科学仪器原理) 电磁场在科学技术中的应用，主要有两类，一类是利用电磁 讨论与电磁场有关的实际问题，首先应通过分析将其提炼 解决实际问题的一般过程： ■　带电粒子在复合场中的运动规律 例１　如图所示，匀强电场和匀强磁场相互垂(不计重力)以速度沿图示方向恰 ( ) A．如果带正电的粒子速度小于，沿图示方向射入该区域时，其电势能越来越小 B．如果带负电的粒子速度小于，沿图示方向射入该区域时，其电势能越来越大 C．若带电粒子从右向左以速度进入该区域，则仍能沿直线穿过 D．无论带正电还是带负电的粒子，若从右向左以速度进入该区域，其动能都一定增加 答案　AD 图图 [跟踪训练1](2006·重庆理综)有人设想用图0１进人极板间电压为U的水I，再通过小孔0射人相互正交的恒定B，Q３与Ol、Q在同一条水平线上．半r0的粒子，其质量为、电量为，刚好能沿0lQ直线 (1)试求图中区域Ⅱ的电场强度； (2)试求半径为r的粒子通过O时的速率； (3)讨论半径rro的粒子刚进入区域Ⅱ时向哪个极 电场、磁场分区域存在问题 (2007·全国Ⅱ)如图所示，在坐标系Oxy的第一象限中存在沿轴正方向的匀强电场，场强大E．在其他象限中存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面A是y轴上的一点，它到坐标原点0的距离为；C轴上的一点，到0的距离为，一质量为m、电荷量为q轴方向从A点进入电C点进入磁场区域，并再次通过A点，此y轴正方向成锐角．不计重力作用．试求： (1)粒子经过C点时速度的大小和方向； (2)磁感应强度的大小B． ‘ [思维点拨] 粒子先在电场中做类平抛运动，进入磁场后做匀速圆周运动，匀速圆周运动的圆心一定在速度的垂线上，一定在轨迹上两点连线的中垂线上． 　　　　　 　　　　　图３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图４ [跟踪训练2] (2007·德州模拟)如图所示，在0为圆心，R为半径的圆形区域内，有一个水平方向的B，方向垂直于纸面向外；竖A、K相距为d，AK之间的电压可以调S1、S为A、K极板上的两个小孔，且S、S和O三点OS2=R；质量为电量qS1进入电场后，自S2出并进入磁场区域，不 (1)为使正离子射出磁场时的速度的方向与进入时垂A、K之间的电压应为多大? (2)粒子在磁场中的运动时间多长? 例3{ (2007·滨州理综)如图所示的竖直平B，一绝缘R的半圆环组成，固定在纸PQ、MN水平且足够长，半圆环PAM在磁场边界左侧，P、M点在磁场边界线上，NMAPm，带电+q的小环套在MN杆M右侧D点由静止P点．(1)求DM间距离o； (2)求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时 (3)若小环与PQ间动摩擦因数为(设最大静摩擦力3/4)，现将小环移至M点右4R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服 (3)mgR [归纳提高] (1)受力分析要按正确顺序，特别注意 (2)注意三种场力特点，其中洛伦兹力始终和速度方 (3)选择合适的运动规律，本题中选用了动能定理，牛