高三物理專題復習七

1、高三物理專題復習七紹興市高級中學 沈國慶帶電粒子在復合場中的運動帶電粒子在復合場中的運動復合場是指部分或全部區(qū)域含有重力復合場是指部分或全部區(qū)域含有重力mg，電場力，電場力F=qE，洛侖茲力，洛侖茲力 f=qvB三個力中的一個或一個以上三個力中的一個或一個以上的力的力,一般除此以外沒有其他力一般除此以外沒有其他力.(有其他力的情況是有其他力的情況是指有約束問題指有約束問題)1 1、電場力與洛倫茲力的比較、電場力與洛倫茲力的比較a a、電場中的電荷，不管其運動與否，均始終受到、電場中的電荷，不管其運動與否，均始終受到 作作用；而磁場僅僅對運動著的，且速度方向與磁場方向不用；而磁場僅僅對運動著的，

2、且速度方向與磁場方向不平行的電荷有平行的電荷有 作用。作用。b b、電場力的方向與電場的方向相同或、電場力的方向與電場的方向相同或 ；而洛倫茲；而洛倫茲力的方向始終和磁場方向力的方向始終和磁場方向 ，與速度方向，與速度方向 。 c c、電場力既可以改變電荷運動速度的、電場力既可以改變電荷運動速度的 ，也可以改，也可以改變電荷運動速度的變電荷運動速度的 ；而洛倫茲力只改變電荷運動速；而洛倫茲力只改變電荷運動速度的度的 ，不能改變電荷運動速度的，不能改變電荷運動速度的 。2 2、對重力的處理：對電子、質(zhì)子、氘核、氚核和、對重力的處理：對電子、質(zhì)子、氘核、氚核和a a粒粒子等基本的微觀粒子，一般可子

3、等基本的微觀粒子，一般可 重力，（重力，（2 2）對）對帶電液滴、塵埃和小球等宏觀粒子，一般要帶電液滴、塵埃和小球等宏觀粒子，一般要 重重力。力。 3 3、受力和運動的關系：帶電粒子在復合場中的運動時，、受力和運動的關系：帶電粒子在復合場中的運動時，其受力特點與運動特征具有對應關系，對應關系如下表。其受力特點與運動特征具有對應關系，對應關系如下表。運動軌跡運動軌跡受力特征受力特征運動特征運動特征解題方法解題方法靜止靜止F=G靜止靜止共點力平衡共點力平衡直線直線v vB B f=0 G=0 F作用作用勻變速勻變速直線直線勻變速直線公勻變速直線公式式f=F G=0 勻速直線勻速直線勻速直線勻速直線

4、v vB B f=0 F合合恒恒勻變速勻變速直線直線勻變速直線勻變速直線F =0f 與與G平衡平衡勻速直線勻速直線勻速直線勻速直線f.F.G三力平衡三力平衡勻速直線勻速直線勻速直線勻速直線圓周圓周f=F向向,F=G勻速圓周勻速圓周勻速圓周運動勻速圓周運動擺線擺線f大小方向都變大小方向都變?nèi)我馇€任意曲線能量能量在解決這類問題時，要注意其運動、受力的分析和運動在解決這類問題時，要注意其運動、受力的分析和運動軌跡的判斷軌跡的判斷，明確各力的特點。，明確各力的特點。首先考慮重力是否可以首先考慮重力是否可以忽略。當重力忽略時，速度方向與磁場方向平行時只考忽略。當重力忽略時，速度方向與磁場方向平行時只考

5、慮電場力；電場力與洛侖茲力平衡時做勻速直線運動慮電場力；電場力與洛侖茲力平衡時做勻速直線運動（其應用就是速度選擇器）；（其應用就是速度選擇器）； 不平衡時做任意曲線運不平衡時做任意曲線運動，從能量的觀點去分析求解。當重力不能忽略時，粒動，從能量的觀點去分析求解。當重力不能忽略時，粒子的受力比較復雜。此時應用能量的觀點解決問題比較子的受力比較復雜。此時應用能量的觀點解決問題比較方便，方便，重力和電場力做功與路徑無關，重力和電場力做功與路徑無關，洛倫茲力不做功。洛倫茲力不做功。當帶電粒子所受合力為零時，將處于當帶電粒子所受合力為零時，將處于 ；當帶電；當帶電粒子所受的洛倫茲力提供向心力，而其余力的

6、合力為粒子所受的洛倫茲力提供向心力，而其余力的合力為零時，將作零時，將作 ；當帶電粒子所受合力大小和方向均；當帶電粒子所受合力大小和方向均變化時，將處于變化時，將處于 。這三種是最常見的三種運。這三種是最常見的三種運動情況。動情況。例例1、如圖所示，空間存在著勻強電場和勻強磁場，、如圖所示，空間存在著勻強電場和勻強磁場，一粒子的質(zhì)量為一粒子的質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q。若粒子恰好靜止，電場強度若粒子恰好靜止，電場強度E為多少？為多少？若粒子恰好做半徑為若粒子恰好做半徑為r、速度為、速度為v的勻速圓周運動，的勻速圓周運動，電場強度電場強度E、磁感強度、磁感強度B各為多少？各為多少？EB例例2

7、、質(zhì)量為、質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q的帶電粒子從的帶電粒子從A孔以速度孔以速度vo垂直垂直AD進入磁感強度為進入磁感強度為B的勻強磁場中，并恰好從的勻強磁場中，并恰好從C孔垂直于孔垂直于OC射入勻強電場中。電場方向與射入勻強電場中。電場方向與OC平行，平行，OCAD，OD=2OA，不計重力，求（，不計重力，求（1）粒子運動到）粒子運動到D點的時間。（點的時間。（2）粒子到達）粒子到達D點時的動能點時的動能AODCvovo例例3、設空間存在著豎直向下的勻強電場和垂直紙、設空間存在著豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。帶電離子在電場力和洛侖茲力面向里的勻強磁場。帶電離子在電場力和洛侖茲

8、力的共同作用下，自靜止開始從的共同作用下，自靜止開始從A點沿曲線點沿曲線ACB運動，運動，到達到達B點時的速度為點時的速度為0，C是運動的最低點（忽略重是運動的最低點（忽略重力）力）A 此離子必帶正電此離子必帶正電B A點和點和B點位于同一高度點位于同一高度C 離子在離子在C點時的速度最大點時的速度最大D 離子到達離子到達B點后將沿原路返回點后將沿原路返回+-ACB例例4、水平放置的兩平行板，距離為、水平放置的兩平行板，距離為d，其間有磁感強，其間有磁感強度為度為B的勻強磁場，一質(zhì)量為的勻強磁場，一質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q的粒子的粒子以水平速度以水平速度V0射入兩板中間，沿直線飛過（不計

9、粒子射入兩板中間，沿直線飛過（不計粒子的重力），求電場強度的重力），求電場強度E的大小?，F(xiàn)將磁感強度增大的大小。現(xiàn)將磁感強度增大到到B/，粒子將落到極板上。求粒子落到極板上時的速，粒子將落到極板上。求粒子落到極板上時的速度度。-+qAB例例5、如圖所示，一對豎直放置的平、如圖所示，一對豎直放置的平行金屬板長為行金屬板長為L，板間距離為，板間距離為d，接在，接在電壓為電壓為U的電源上，板間有一與電場的電源上，板間有一與電場方向垂直的勻強磁場，磁場方向垂直方向垂直的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感強度為紙面向里，磁感強度為B，有一質(zhì)量，有一質(zhì)量為為m，帶電量為，帶電量為+q的油滴，從離平的油滴

10、，從離平行板上端行板上端h高處由靜止開始自由下落，高處由靜止開始自由下落，由兩板正中央由兩板正中央P點處進入電場和磁場點處進入電場和磁場空間，油滴在空間，油滴在P點所受電場力和磁場點所受電場力和磁場力恰好平衡，最后油滴從一塊極板的力恰好平衡，最后油滴從一塊極板的邊緣邊緣D處離開電場和磁場空間。求：處離開電場和磁場空間。求：（1）h（2）油滴在）油滴在D點時的速度大點時的速度大??？?。?(2) 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀S1AS2S3ADUB、帶電粒子在復合場中運動的應用、帶電粒子在復合場中運動的應用(1)速度選擇器速度選擇器S S3 3S S2 2課本課本P98第三題第三題課本課本P100例題例題(3)磁流

11、體發(fā)電機磁流體發(fā)電機+-+-R(4)回旋加速器回旋加速器A4A4v4A0v3v1A1A2A3A3A1A2v0v2A5v5A5課本課本P98第四題第四題課本課本P101內(nèi)容內(nèi)容（6）電磁流量計）電磁流量計（5）霍爾效應）霍爾效應作業(yè)本作業(yè)本P63第八題第八題導與練導與練P122第十題第十題例、如圖所示，質(zhì)量例、如圖所示，質(zhì)量m m0.1g0.1g的小物塊帶有的小物塊帶有q=5q=51010- -4 4C C的負電荷，放在傾角的負電荷，放在傾角=30=300 0的足夠長的光滑絕緣斜的足夠長的光滑絕緣斜面上，整個裝置放在面上，整個裝置放在B B0.5T0.5T的勻強磁場中，磁場方的勻強磁場中，磁場方

12、向垂直紙面向里，物塊由靜止從斜面的頂端開始下向垂直紙面向里，物塊由靜止從斜面的頂端開始下滑，（設斜面足夠長，滑，（設斜面足夠長，g=10m/sg=10m/s2 2），求：），求：（1 1）物塊開始離開斜面時的速度多大？）物塊開始離開斜面時的速度多大？（2）物塊沿斜面運動的最大距離多大？）物塊沿斜面運動的最大距離多大？ 七、帶電粒子在有約束時在勻強磁場中的運動七、帶電粒子在有約束時在勻強磁場中的運動例、如圖所示，靜止在負極板附近的帶負電的微粒例、如圖所示，靜止在負極板附近的帶負電的微粒m1在在MN間突然加上電場時開始運動，水平勻速地擊中間突然加上電場時開始運動，水平勻速地擊中速度為零的中性微粒速度為零的中性微粒m2后粘合在一起恰好沿一段圓