带电粒子在复合场中的运动解题技巧(精)-word

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解决带电粒子在复合场中运动问题的技巧.

解决带电粒子在复合场中运动问题的技巧.

浅谈带电粒子在复合场中的运动问题复合场是指电场、磁场和重力场并存,或者其中的两场并存,或者分区域并存;当粒子连续运动时,一般需同时考虑重力,电场力,洛仑兹力。

当带电粒子做匀速圆周运动时,洛仑兹力充当向心力,其余各力的合力一定为零;当带电体所受合外力为零时将处于静止或者匀速直线运动状态;如果带电体所受重力、电场力与洛伦兹力性质各不相同,做功情况也不相同,应加以区别,特别是对洛伦兹力永不做功和洛伦兹力的大小和方向都随着速度的大小和方向发生变化的特点应特别注意。

带电粒子在复合场中运动问题,这方面的题目涉及到力和运动、动量、能量等方面的知识,综合性较强,有一定难度,在解决这方面的问题时可恰当灵活地运用力学三大观点:1、动力学观点:主要是运用牛顿运动定律和运动学规律解;2、动量观点:用动量定理和动量守恒定律解;3、能量观点:用动能定理、机械能守恒定律及能量转化和守恒定律解。

在解题过程中,对物体受力分析时,除重力、弹力、摩擦力外,要特别注意电场力合磁场力的分析;对物体运动状态分析时,找出物体速度、位置及其变化特点,如果有动态变化,出现临界状态,要分析临界条件;可用极限分析法辅助分析;一般情况下,牛顿运动定律、动量定理、动能定理、能的转化和守恒定律适用于单一物体,动量守恒定律、机械能守恒定律、功能关系适用于物体系统。

其中,涉及时间和位移优先考虑两大定理,对多个物体组成的系统则优先考虑两大守恒定律;涉及加速度的力学问题,必定得用牛顿运动定律,必要时再用运动学公式求解。

[例1] 如图1,在某个空间内有一个水平方向的匀强电场,电场强度m v E /310 ,又有一个与电场垂直的水平方向匀强磁场,磁感强度B =10T 。

现有一个质量m =2×10-6kg 、带电量q =2×10-6C 的微粒,在这个电场和磁场叠加的空间作匀速直线运动。

假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场,那么,当它再次经过同一条电场线时,微粒在电场线方向上移过了多大距离。

带电粒子在复合场中的运动问题

带电粒子在复合场中的运动问题

【正确解答】 粒子在磁场中的运动为匀速圆周运动,在电场中的运动为匀变速 直线运动.画出粒子运动的过程草图10-19.根据这张图可知粒子在 磁场中运动半个周期后第一次通过x轴进入电场,做匀减速运动至速 度为零,再反方向做匀加速直线运动,以原来的速度大小反方向进入 磁场.这就是第二次进入磁场,接着粒子在磁场中做圆周运动,半个 周期后第三次通过x轴.
2,带电粒子在复合场中的运动情况: ,带电粒子在复合场中的运动情况: 1)直线运动: )直线运动: 常见的情况有: 常见的情况有: 洛伦兹力为零( 平行), ①洛伦兹力为零(即V与B平行),重力与电场力平 与 平行),重力与电场力平 衡时,做匀速直线运动; 衡时,做匀速直线运动;合外力恒定时做匀变速直 线运动. 线运动. ②洛伦兹力与V垂直,且与重力和电场力的合力 洛伦兹力与 垂直, 垂直 或其中的一个力)平衡,做匀速直线运动. (或其中的一个力)平衡,做匀速直线运动. 2)圆周运动: )圆周运动: 当带电粒子所受到合外力充当向心力时, 当带电粒子所受到合外力充当向心力时,带电粒子 做匀速圆周运动. 做匀速圆周运动.此时一般情况下是重力恰好与电 场力平衡,洛伦兹力充当向心力. 场力平衡,洛伦兹力充当向心力. 3)一般的曲线运动: )一般的曲线运动: 当带电粒子所受的合力在大小,方向均不断变化时, 当带电粒子所受的合力在大小,方向均不断变化时, 则粒子将做非匀变速曲线运动. 则粒子将做非匀变速曲线运动.
解:不妨假设设小球带正电(带负电时电场力和洛伦兹力 都将反向,结论相同).刚释放时小球受重力,电场力, 弹力,摩擦力作用,向下加速;开始运动后又受到洛伦兹 力作用,弹力,摩擦力开始减小;当洛伦兹力等于电场力 时加速度最大为g.随着v的增大,洛伦兹力大于电场力, 弹力方向变为向右,且不断增大,摩擦力随着增大,加速 度减小,当摩擦力和重力大小相等时,小球速度达到最大.

带电粒子在复合场中的运动(含详细解析过程)

带电粒子在复合场中的运动(含详细解析过程)

带电粒子在复合场中的运动1、如图所示,在y > 0的空间中存在匀强电场,场强沿y 轴负方向;在y < 0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy 平面(纸面)向外.一电量为q 、质量为m 的带正电的运动粒子,经过y 轴上y = h 处的点P1时速率为v0,方向沿x 轴正方向,然后经过x 轴上x = 2h 处的P2点进入磁场,并经过y 轴上y = – 2h 处的P3点.不计粒子的重力,求 (1)电场强度的大小;(2)粒子到达P2时速度的大小和方向; (3)磁感应强度的大小. 2、如图所示的区域中,第二象限为垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B ,第一、第四象限是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向如图。

一个质量为m ,电荷量为+q 的带电粒子从P 孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=30°,粒子恰好从y 轴上的C孔垂直于匀强电场射入匀强电场,经过x 轴的Q 点,已知OQ=OP ,不计粒子的重力,求:(1)粒子从P 运动到C 所用的时间t ; (2)电场强度E 的大小;(3)粒子到达Q 点的动能Ek 。

3、如图所示,半径分别为a 、b 的两同心虚线圆所围空间分别存在电场和磁场,中心O 处固定一个半径很小(可忽略)的金属球,在小圆空间内存在沿半径向内的辐向电场,小圆周与金属球间电势差为U ,两圆之间的空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,设有一个带负电的粒子从金属球表面沿+x 轴方向以很小的初速度逸出,粒子质量为m ,电量为q ,(不计粒子重力,忽略粒子初速度)求:(1)粒子到达小圆周上时的速度为多大?(2)粒子以(1)中的速度进入两圆间的磁场中,当磁感应强度超过某一临界值时,粒子将不能到达大圆周,求此最小值B 。

(3)若磁感应强度取(2)中最小值,且b =(2+1)a ,要粒子恰好第一次沿逸出方向的反方向回到原出发点,粒子需经过多少次回旋?并求粒子在磁场中运动的时间。

带电粒子在复合场中的运动解题技巧

带电粒子在复合场中的运动解题技巧

带电粒子在复合场中的运动解题技巧带电粒子在电场力作用下的运动和在洛伦兹力作用下的运动,有着不同的运动规律。

带电粒子在复合场中的运动是高考的重点考点,那么掌握答题技巧是关键。

接下来店铺为你整理了带电粒子在复合场中的运动解题技巧,一起来看看吧。

带电粒子在复合场中的运动解题技巧:分离的电场与磁场带电粒子在电场中的加速运动可以利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动规律,或者从电场力做功角度出发求出粒子进入下一个场的速度。

对于带电粒子在电场中的偏转,要利用类平抛运动的规律,根据运动的合成与分解,结合牛顿定律和能量关系,求出粒子进入下一个场的速度大小,再结合速度合成与分解之间的关系,速度偏转角正切值与位移偏转角正切值的关系求出速度方向。

带电粒子垂直进入匀强磁场,其运动情况一般是匀速圆周运动的一部分,解决粒子在磁场中的运动情况,关键是确定粒子飞入点和飞出点的位置以及速度方向,再利用几何关系确定圆心和半径。

值得注意的是,若带电粒子从磁场中某个位置飞出后,再经电场的作用在同一个位置以相同的速度大小再次飞入磁场中时,由于飞出和飞入速度方向相反,洛伦兹力的方向相反,粒子两次在磁场中的运动轨迹并不重合!需要强调的是,带电粒子从一个场进入另外一个场,两场之间的连接点是这类问题的中枢,其速度是粒子在前一个场的某速度,是后一个场的初速度,再解决问题时要充分利用这个位置信息。

带电粒子在复合场中的运动解题技巧:多场并存的无约束运动多场并存的无约束运动在解决复合场问题时应首先弄清楚是哪些场共存,注意电场和磁场的方向以及强弱,以便确定带电粒子在场中的受力情况。

带电粒子在复合场中运动时如果没有受到绳子,杆,环等的约束,则带电粒子在空间中可以自由移动,只受场力的作用。

根据空间存在的场的不同,一般带电粒子的运动规律不同,通常可以分为以下几类:1、静止或匀速直线运动如果是重力场与电场共存,说明电场力等于重力。

如果是重力场与磁场共存,说明重力与洛伦兹力平衡。

高考物理带电粒子在复合场中的运动解题技巧及练习题含解析

高考物理带电粒子在复合场中的运动解题技巧及练习题含解析

一、带电粒子在复合场中的运动专项训练1.压力波测量仪可将待测压力波转换成电压信号,其原理如图1所示,压力波p (t )进入弹性盒后,通过与铰链O 相连的“”型轻杆L ,驱动杆端头A 处的微型霍尔片在磁场中沿x 轴方向做微小振动,其位移x 与压力p 成正比(,0x p αα=>).霍尔片的放大图如图2所示,它由长×宽×厚=a×b×d ,单位体积内自由电子数为n 的N 型半导体制成,磁场方向垂直于x 轴向上,磁感应强度大小为0(1)0B B x ββ=->,.无压力波输入时,霍尔片静止在x=0处,此时给霍尔片通以沿12C C 方向的电流I ,则在侧面上D 1、D 2两点间产生霍尔电压U 0.(1)指出D 1、D 2两点那点电势高;(2)推导出U 0与I 、B 0之间的关系式(提示:电流I 与自由电子定向移动速率v 之间关系为I=nevbd ,其中e 为电子电荷量);(3)弹性盒中输入压力波p (t ),霍尔片中通以相同的电流,测得霍尔电压U H 随时间t 变化图像如图3,忽略霍尔片在磁场中运动场所的电动势和阻尼,求压力波的振幅和频率.(结果用U 0、U 1、t 0、α、及β)【来源】浙江新高考2018年4月选考科目物理试题【答案】(1) D 1点电势高 (2) 001IB U ne d= (3) 101(1)U A U αβ=- ,012f t =【解析】【分析】由左手定则可判定电子偏向D 2边,所以D 1边电势高;当电压为U 0时,电子不再发生偏转,故电场力等于洛伦兹力,根据电流I 与自由电子定向移动速率v 之间关系为I=nevbd 求出U 0与I 、B 0之间的关系式;图像结合轻杆运动可知,0-t 0内,轻杆向一侧运动至最远点又返回至原点,则可知轻杆的运动周期,当杆运动至最远点时,电压最小,结合U 0与I 、B 0之间的关系式求出压力波的振幅.解:(1)电流方向为C 1C 2,则电子运动方向为C2C1,由左手定则可判定电子偏向D 2边,所以D 1边电势高;(2)当电压为U 0时,电子不再发生偏转,故电场力等于洛伦兹力0U qvB qb= ① 由电流I nevbd =得:Iv nebd=② 将②带入①得00IB U ned=(3)图像结合轻杆运动可知,0-t 0内,轻杆向一侧运动至最远点又返回至原点,则轻杆的运动周期为T=2t 0 所以,频率为: 012f t =当杆运动至最远点时,电压最小,即取U 1,此时0(1)B B x β=- 取x 正向最远处为振幅A ,有:01(1?)IB U A nedβ=- 所以:00011(1)1IB U ned IB A U Aned ββ==-- 解得:01U U A U β-=根据压力与唯一关系x p α=可得xp α=因此压力最大振幅为:01m U U p U αβ-=2.小明受回旋加速器的启发,设计了如图1所示的“回旋变速装置”.两相距为d 的平行金属栅极板M 、N ,板M 位于x 轴上,板N 在它的正下方.两板间加上如图2所示的幅值为U 0的交变电压,周期02mT qBπ=.板M 上方和板N 下方有磁感应强度大小均为B 、方向相反的匀强磁场.粒子探测器位于y 轴处,仅能探测到垂直射入的带电粒子.有一沿x 轴可移动、粒子出射初动能可调节的粒子发射源,沿y 轴正方向射出质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子.t =0时刻,发射源在(x ,0)位置发射一带电粒子.忽略粒子的重力和其它阻力,粒子在电场中运动的时间不计.(1)若粒子只经磁场偏转并在y =y 0处被探测到,求发射源的位置和粒子的初动能; (2)若粒子两次进出电场区域后被探测到,求粒子发射源的位置x 与被探测到的位置y 之间的关系【来源】【省级联考】浙江省2019届高三上学期11月选考科目考试物理试题【答案】(1)00x y = ,()202qBy m(2)见解析【解析】 【详解】(1)发射源的位置00x y =, 粒子的初动能:()2002k qBy Em=;(2)分下面三种情况讨论: (i )如图1,002k E qU >由02101mv mv mvy R R Bq Bq Bq===、、, 和221001122mv mv qU =-,222101122mv mv qU =-, 及()012x y R R =++, 得()()22002224x y yqB mqU yqB mqU qBqB=++++;(ii )如图2,0002k qU E qU <<由020mv mv y d R Bq Bq--==、, 和220201122mv mv qU =+, 及()032x y d R =--+,得()222023)2x y d y d q B mqU qB=-+++((iii )如图3,00k E qU <由020mv mv y d R Bq Bq--==、, 和220201122mv mv qU =-, 及()04x y d R =--+, 得()222042x y d y d q B mqU qB=--++-;3.如图1所示,宽度为d 的竖直狭长区域内(边界为12L L 、),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为0E ,0E >表示电场方向竖直向上。

重难点08 带电粒子在复合场中的运动(解析版)

重难点08 带电粒子在复合场中的运动(解析版)

2022年高考物理【热点·重点·难点】专练(全国通用)重难点08 带电粒子在复合场中的运动【知识梳理】考点带电粒子在组合场中的运动1.带电粒子在组合场中的运动是力电综合的重点和高考热点.这类问题的特点是电场、磁场或重力场依次出现,包含空间上先后出现和时间上先后出现,磁场或电场与无场区交替出现相组合的场等.其运动形式包含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等,涉及牛顿运动定律、功能关系等知识的应用.复习指导:1.理解掌握带电粒子的电偏转和磁偏转的条件、运动性质,会应用牛顿运动定律进行分析研究,掌握研究带电粒子的电偏转和磁偏转的方法,能够熟练处理类平抛运动和圆周运动.2.学会按照时间先后或空间先后顺序对运动进行分析,分析运动速度的承前启后关联、空间位置的距离关系、运动时间的分配组合等信息将各个运动联系起来.2.解题时要弄清楚场的性质、场的方向、强弱、范围等.3.要进行正确的受力分析,确定带电粒子的运动状态.4.分析带电粒子的运动过程,画出运动轨迹是解题的关键【重点归纳】1、求解带电粒子在组合复合场中运动问题的分析方法(1)正确受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析.(2)确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情况的结合.(3)对于粒子连续通过几个不同区域、不同种类的场时,要分阶段进行处理.(4)画出粒子运动轨迹,灵活选择不同的运动规律.2、带电粒子在复合场中运动的应用实例(1)质谱仪(2)回旋加速器(3)速度选择器(4)磁流体发电机(5)电磁流量计工作原理【限时检测】(建议用时:30分钟)一、单选题1.如图所示,两个平行金属板水平放置,要使一个电荷量为-q、质量为m的微粒,以速度v沿两板中心轴线S1S2向右运动,可在两板间施加匀强电场或匀强磁场。

设电场强度为E,磁感应强度为B,不计空气阻力,已知重力加速度为g。

下列选项可行的是()A.只施加垂直向里的磁场,且满足mg Bqv =B.同时施加竖直向下的电场和垂直纸面向里的磁场,且满足mg Bv Eq=+C.同时施加竖直向下的电场和水平向右的磁场,且满足mgq E=D.同时施加竖直向上的电场和垂直纸面向外的磁场,且满足mg E Bvq =+【答案】 C【解析】A.只施加垂直向里的磁场,根据左手定则,洛伦兹力竖直向下,无法跟重力平衡。

带电粒子在复合场中运动题型方法

带电粒子在复合场中运动题型方法

带电粒子在复合场中运动题型方法一、带电粒子在复合场中做直线运动1.带电粒子在复合场中做匀速直线运动【方法攻略】粒子所受合外力为零时,所处状态一定静止或匀速直线运动。

类型一:粒子运动方向与磁场平行时(洛伦兹力为零),电场力与重力平衡,做匀速直线运动.类型二:粒子运动方向与磁场垂直时,洛伦兹力、电场力与重力平衡,做匀速直线运动。

正确画出受力分析图是解题的关键.【例1。

】设在地面上方的真空中,存在的匀强电场和匀强磁场,已知电场强度和磁感应强度的方向相同,电场强度的大小E=4。

0V/m,磁感应强度的大小B=0。

15T,今有一个带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直于场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场所有可能的方向(角度可以用反三角函数表示)。

解析:(1)根据带电粒子做匀速直线运动的条件,可知带电粒子所受的电场力,重力、磁场力一定在同一竖直平面内,合力为零,如图所示,质点的速度方向一定垂直于纸面向外。

由共点力平衡的条件可知:,则(2)设磁场力方向与重力方向的夹角为θ,将电场力和洛仑兹力方向垂直于重力方向分解,则有:,解得,θ=arctan0.75 即磁场方向是沿着与重力方向夹角θ=arctan0.75,且斜向下方的一切方向。

点评:该题没有给出图示,需要学生自己在空间建立电场、磁场的方向以及三个共点力平衡的物理情景,对学生的知识和能力要求比较高。

2.带电粒子在复合场中做变速直线运动类型一:如果粒子在复合场中受轨道、支撑面、轻绳或轻杆等有形的约束时,可做变速直线运动。

解题时只要从受力分析入手,明确变力、恒力及做功等情况,就可用动能定理、牛顿运动定律、运动学相关知识进行求解。

【例2.】质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ。

匀强电场和匀强磁场的方向如图所示,电场强度为E,磁感应强度为B。

小球由静止释放后沿杆下滑。

设杆足够长,电场和磁场也足够大,求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。

带电粒子在有界磁场中运动及复合场运动题型及解题技巧

带电粒子在有界磁场中运动及复合场运动题型及解题技巧

带电粒子在有界磁场中运动及复合场运动题型及解题技巧近年来在考题中多次出现求磁场的最小范围问题;或带电粒子在空间运动范围问题,这类题对学生的平面几何知识与物理知识的综合运用能力要求较高。

其难点在于带电粒子的运动轨迹不是完整的圆,其进入边界未知的磁场后一般只运动一段圆弧后就飞出磁场边界,运动过程中的临界点(如运动形式的转折点、轨迹的切点、磁场的边界点等)难以确定。

一、对称法带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出,则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称,且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等(如图1);带电粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场,则其射出磁场时速度延长线必过圆心(如图2)。

利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹,找出相应的几何关系。

例1.如图3所示,直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。

正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?解析:正、负电子的半径和周期是相同的。

只是偏转方向相反。

先确定圆心,画出半径和轨迹(如图4),由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。

所以两个射出点相距s=2r=,由图还看出经历时间相差,所以解此题的关键是找圆心、找半径和用对称。

例2.如图5所示,在半径为r的圆形区域内,有一个匀强磁场。

一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区,并由N点射出,O点为圆心。

当∠MON=120°时,求:带电粒子在磁场区的偏转半径R及在磁场区中的运动时间。

解析:分别过M、N点作半径OM、ON的垂线,此两垂线的交点O'即为带电粒子作圆周运动时圆弧轨道的圆心,如图6所示。

由图中的几何关系可知,圆弧MN所对的轨道圆心角为60°,O、O'的边线为该圆心角的角平分线,由此可得带电粒子圆轨道半径为R=r/tan30°=又带电粒子的轨道半径可表示为:故带电粒子运动周期:带电粒子在磁场区域中运动的时间二、旋转圆法在磁场中向垂直于磁场的各个方向发射速度大小相同的带电粒子时,带电粒子的运动轨迹是围绕发射点旋转的半径相同的动态圆(如图7),用这一规律可快速确定粒子的运动轨迹。

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带电粒子在复合场中的运动解题技巧(精)
带电粒子在电场力作用下的运动和在洛伦兹力作用下
的运动,有着不同的运动规律。

带电粒子在电场中运动时,通过电场力做功,使带电粒子在电场中加速和偏转,导致粒子的速度方向和速度大小发生变化;当带电粒子在匀强磁场中运动时,洛伦兹力不做功,因此粒子的速度大小始终不变,只有速度方向发生变化。

在高考压轴题中,经常出现把这二者的运动结合起来,让带电粒子分别通过电场和磁场,把两种或者两种以上的运动组合起来,全面考察我们队各种带电粒子运动规律的掌握情况。

求解这一类问题,一方面我们要按照顺序对题目上给出的运动过程进行分段分析,将复杂的问题分解为一个一个的简单熟悉的物理模型,另一方面我们也要全面准确分析相关过程中功能关系的变化,弄清楚各个状态之间的能量变化,便于我们按照动能定理或者能量守恒定律写方程。

在对带电粒子在每个场中的运动状况分析时,要特别注意粒子在场与场交接处的运动情况,因为这一般是一个临界状态,一定要分析清楚此刻粒子的速度大小和方向以及相应的位置关系,这通常对于进入另一个场中的运动有决定性的影响!
还有一些是两场共存或者是三场共存的问题,这些运动会更加复杂,但是他本质上是一个力学问题,只要我们掌握的
相应的规律,利用力学问题的研究思路和基本规律,都是可以顺利克服的!
对于带电粒子在电场、磁场、复合场中运动时,重力是否考虑分三种情况:
(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)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况按题目要求处理比较正规,也比较简单.
(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态确定是否要考虑重力.
类型一、分离的电场与磁场
带电粒子在电场中的加速运动可以利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动规律,或者从电场力做功角度出发求出粒子进入下一个场的速度。

对于带电粒子在电场中的偏转,要利用类平抛运动的规律,根据运动的合成与分解,结合牛顿定律和能量关系,求出粒子进入下一个场的速度大小,再结合速度合成与分解之间的关系,速度偏转角正切值与位移偏转角正切值的关系求出速度方向。

带电粒子垂直进入匀强磁场,其运动情况一般是匀速圆周运动的一部分,解决粒子在磁场中的运动情况,关键是确定
粒子飞入点和飞出点的位置以及速度方向,再利用几何关系确定圆心和半径。

值得注意的是,若带电粒子从磁场中某个位置飞出后,再经电场的作用在同一个位置以相同的速度大小再次飞入磁场中时,由于飞出和飞入速度方向相反,洛伦兹力的方向相反,粒子两次在磁场中的运动轨迹并不重合!
需要强调的是,带电粒子从一个场进入另外一个场,两场之间的连接点是这类问题的中枢,其速度是粒子在前一个场的某速度,是后一个场的初速度,再解决问题时要充分利用这个位置信息。

类型二、多场并存的无约束运动
在解决复合场问题时应首先弄清楚是哪些场共存,注意电场和磁场的方向以及强弱,以便确定带电粒子在场中的受力情况。

带电粒子在复合场中运动时如果没有受到绳子,杆,环等的约束,则带电粒子在空间中可以自由移动,只受场力的作用。

根据空间存在的场的不同,一般带电粒子的运动规律不同,通常可以分为以下几类:
1、静止或匀速直线运动
如果是重力场与电场共存,说明电场力等于重力。

常用方程为
如果是重力场与磁场共存,说明重力与洛伦兹力平衡。

常用方程为
如果是匀强磁场和电场共存。

说明电场力和洛伦兹力平衡。

常用方程为
如果是重力场,电场,磁场三场共存。

则粒子的运动情况分为两类:(1)静止,带电粒子所受的重力和电场力平衡,
没有运动不受洛伦兹力作用。

(2)匀速直线运动,可能是重
力与电场力平衡,但运动方向与磁场方向在同一个直线上,故不受洛伦兹力作用;也可能是受到三个场力,这个时候运
动方向与磁场方向肯定不在一条直线上,这说明三力平衡,一般结合正交分解法写出对应的方程即可。

2、匀变速直线运动或者匀变速曲线运动
一般存在于电场与重力场共存比较多,由于合力恒定,可以采取等效重力场的方法。

3、匀速圆周运动
当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动.相当于带电粒子只受洛伦兹力作用的情况。

4、较复杂的曲线运动
当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线.比如螺旋式运动,这
种情况一般不在高考的考察范围之内。

当然,无论粒子做什么运动我们都要有一条清晰的思路帮助我们处理问题:
(1)弄清复合场的组成.如磁场、电场的复合,磁场、重力场的复合,磁场、电场、重力场三者的复合等.
(2)正确受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析;
(3)根据受力情况确定带电粒子的运动状态,注意运动情
况和受力情况的结合;
A、静止或做匀速直线运动,用平衡的观点去处理,根据受力平衡列方程求解;
B、做匀变速直线运动,用牛顿运动定律、动能定理、动量定理、功能关系等去处理;
C、做匀变速曲线运动,一般用运动的合成与分解去处理,同时辅助以动能定理和功能关系;
D、匀速圆周运动,结合带电粒子在匀强磁场中的运动规律,找圆心定半径求时间,应用牛顿定律结合圆周运动规律求解;
E、非匀变速曲线运动,一般用动能定理、功能关系去处理。

(4)对于粒子连续通过几个不同种类的场时,要分阶段进
行处理;
(5)画出粒子运动轨迹,灵活选择不同的运动规律。

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.
类型三、多场并存有约束的运动
带电粒子在所运动的空间不仅有电场、磁场、重力场中的任意两个场或者三个场同时存在,且在运动中还受到了绳子、杆、圆环等的约束,导致带电粒子在空间不能自由移动,也就是说除了受到场力外还受到其他约束力作用,这一类型的题目也是压轴题常考题型!
这类试题要求同学们的能力主要不是对事物的结局护着
某一个侧面进行描述,而是注重对事物整体的结构,功能和作用的认识!以及对事物发展过程中分析理解,要求我们对
已经学习过的知识结合,重组、转移、迁移来解决问题,同时需要构建物理模型。

带电粒子在复合场中的运动,由于受到约束力作用,是物体的运动比不受约束的时候形式更加简化。

不同的约束条件可以构造不同的模型:绳子的约束作用可以构造圆周运动模型;把物体串在轻杆上,可以构造直线运动模型等。

因此我
们要根据约束的特性,确定带电粒子的运动形式,根据基本运动的规律来解决问题。

另外我们还要充分利用功能关系来分析运动。

因为带电粒子在复合场中的运动,在多种力的作用下运动的形式可能比较简单,但是规律可能更加复杂!比如变加速直线运动,此
时我们无法根据其运动规律解题。

这时利用能量分析和功能
关系便能破解这个难题。

如果磁场是复合场的一部分,我们往往要利用洛伦兹力不做功这一个特点,但是当带电粒子做变速运动时,洛伦兹力往往会发生变化,引起其他力发生变化,从而导致其他力做功也发生变化。

对于带电粒子在有摩擦的约束环境中运动时,我们还要充分利用过程整体法和电场力做功、重力做功与路径无关的思想。

电场力重力做功只由初末位置决定,与路径无关的这一特性,使我们认识到不管过程有没有往复,还是运动过程中各个阶段是相互区别的,我们都可以不考虑过程细节,从全过程去解决问题。

比如往复性的直线运动问题,如果是通过受力分析,分段计算,在求和,计算便显得非常复杂;而我们用重力电场力做功与路径无关的思想,就可以分析出带电粒子最终能停在何处之类的问题,再结合过程整体法,就可以利用动能定理或者功能关系简便的求得结果!。

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