带电物体在叠加中的运动.pptVIP

五、课堂小结 * * 带电物体在叠加场中的运动 舟山第二中学 余 杰 3.有轨道叠加场 一、复合场的分类 1.组合场 2.叠加场 E B B E E B 始终不做功 左手定则 f= qvB 洛伦兹力 W = qU 与电场方向相同或相反 F = Eq 电场力 W = mgh 竖直向下 G = mg 重力 做功特点 方向 大小 1.重力、电场力恒定不变，与速度无关；洛伦兹力大小方向均与速度有关 2.重力、电场力做功与路径无关，相应的重力势能和电势能变化；洛伦兹力不做功 二、受力特点分析 匀速直线运动 匀变速直线运动 类平抛运动 匀速圆周运动 三、基本运动形式 F合=0 F合恒定且与速度在一条直线上 F合恒定且与初速度垂直 F合大小恒定方向始终与速度垂直 各种运动所处叠加场分布可能有哪些情形？ 变加速直线运动和复杂曲线运动 四、各种运动所处复合场分布的可能情形 … 方案 方案五 方案四 方案三 方案二 方案一 思考：方案一中的速度方向是否唯一？ 后面几个方案中呢？ 请大家设计物体做匀速直线运动时叠加场的可能分布情形 约定粒子都带正电荷 F v G v F v G G f B F f B E G v f F B E f G F v B E E F v G G v f F f G F v 匀速直线运动 匀速圆周运动 G f F v 类平抛运动 F v G v G F G F v G F v 匀变速直线运动 思考：能不能再加一个磁场，而不改变其运动性质？ 思考：物体做圆周运动的轨迹平面位置如何确定？ 当带电体作匀速圆周运动时，若洛仑兹力提供向心力，则其余各力的合力必为零。 E B F G 1.在电场、磁场和重力场都存在的情况下，带电体典型的运动有两种：即匀速直线运动和匀速圆周运动。 2.对于匀变速直线运动和类平抛运动，因带电体速度大小不断变化，如果存在洛伦兹力，会随速度不断变化导致合力发生改变，所以这两种加速度恒定的运动一般发生在电场、重力场中。 要点提示： 例.如图1所示，一对竖直放置的平行金属板长为L，板间距离为d，接在电压为U的电源上，板间有一与电场方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直屏幕向里，磁感强度为B，有一质量为m，带电量为+q的小物块，从离平行板上端h高处由静止开始自由下落，由两板正中央P点处进入电场和磁场空间，物块在P点所受电场力和磁场力恰好平衡. 问题一：从P点开始，物块将做什么运动？ 轨迹是圆弧还是抛物线？ 问题二：若物块最后从右极板的边缘D处离开电场和磁场空间，求物块离开时的速度大小。 图1 P L h d D +q C A B G F f v F f G v 问题三：若P点右侧竖直方向设置一块绝缘光滑挡板（如图2），请问物块将做什么运动？ 问题四：若挡板粗糙，物块又将做什么运动? （设绝缘挡板的引入均不影响场的分布，且场区和杆足够长） L h d D +q C A B G F f v v G F f FN 加速度和速度分别在什么时候最大？ P 图2 GF+f G=F+f G=F +q E B 问题五：若旋转两金属板至水平，电磁场方向如图3所示，使此物块由光滑绝缘轨道滑下水平进入两极板间，试问此物块可能做什么运动？ 图3 GF+f G F f v 摆线 B t 0 B0 图4 问题六：若物块进入场区时重力和电场力平衡，而磁场随时间作如图4变化，（磁场向里为正，物块刚进入时为0时刻，场区足够大）请画出物块的运动轨迹。 +q G F v B E 图5 问题七：如图5所示，若两极板内的电场场强E=6N/C，磁场磁感应强度大小为B=4T，方向如图6所示。物块的质量m=4×10 -3kg，带电量q=+5×10-3C，现从左极板的上边缘A处以一定的速度斜射入叠加场区，恰能在竖直平面内做直线运动。取g＝10 m／s2 B 图6 +q A B v0 G F f E 求物块射入时速度的大小和方向。 解得 f = f= qv0 B v0 = 2.5m/s 解：由三力平衡得 +q A B 问题八：若物块以上问中的速度刚进入A点时，就撤去磁场，经一段时间后，恰好能从左极板下边缘B点射出，求极板的长度. f F G v0 F合 图7 解：设物块从A运动B的时间为t, 极板长为L x轴方向 y轴方向 解得 L 2.2m x y 受力分析 运动模型 解题方法 匀速直线运动 匀速圆周运动 类平抛运动 较复杂曲线运动 常用能量观点 主要从运动和力的关系分析 匀变速直线运动 也用能量观点 明确合力与初始状态