帶電物體在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

帶電物體在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

舟山第二中學(xué)余杰3.有軌道疊加場一、復(fù)合場的分類1.組合場2.疊加場EBBEEB大小方向做功特點(diǎn)重力G=mg豎直向下W=mgh電場力F=Eq與電場方向相同或相反W=qU洛倫茲力

f=qvB左手定則始終不做功1.重力、電場力恒定不變，與速度無關(guān)；洛倫茲力大小方向均與速度有關(guān)2.重力、電場力做功與路徑無關(guān)，相應(yīng)的重力勢能和電勢能變化；洛倫茲力不做功二、受力特點(diǎn)分析勻速直線運(yùn)動(dòng)

勻變速直線運(yùn)動(dòng)

類平拋運(yùn)動(dòng)

勻速圓周運(yùn)動(dòng)

三、基本運(yùn)動(dòng)形式

F合=0F合恒定且與速度在一條直線上

F合恒定且與初速度垂直

F合大小恒定方向始終與速度垂直各種運(yùn)動(dòng)所處疊加場分布可能有哪些情形？變加速直線運(yùn)動(dòng)和復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)四、各種運(yùn)動(dòng)所處復(fù)合場分布的可能情形方案一方案二方案三方案四方案五方案…思考：方案一中的速度方向是否唯一？后面幾個(gè)方案中呢？請大家設(shè)計(jì)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)疊加場的可能分布情形約定粒子都帶正電荷FvGvFvGGfBFfBEGvfFBEfGFvBEEFvGGvfFfGFv勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)GfFv類平拋運(yùn)動(dòng)FvGvGFGFvGFv勻變速直線運(yùn)動(dòng)思考：能不能再加一個(gè)磁場，而不改變其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？思考：物體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡平面位置如何確定？當(dāng)帶電體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，若洛侖茲力提供向心力，則其余各力的合力必為零。EBFG1.在電場、磁場和重力場都存在的情況下，帶電體典型的運(yùn)動(dòng)有兩種：即勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.對于勻變速直線運(yùn)動(dòng)和類平拋運(yùn)動(dòng)，因帶電體速度大小不斷變化，如果存在洛倫茲力，會(huì)隨速度不斷變化導(dǎo)致合力發(fā)生改變，所以這兩種加速度恒定的運(yùn)動(dòng)一般發(fā)生在電場、重力場中。要點(diǎn)提示：例.如圖1所示，一對豎直放置的平行金屬板長為L，板間距離為d，接在電壓為U的電源上，板間有一與電場方向垂直的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直屏幕向里，磁感強(qiáng)度為B，有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小物塊，從離平行板上端h高處由靜止開始自由下落，由兩板正中央P點(diǎn)處進(jìn)入電場和磁場空間，物塊在P點(diǎn)所受電場力和磁場力恰好平衡.問題一：從P點(diǎn)開始，物塊將做什么運(yùn)動(dòng)？軌跡是圓弧還是拋物線？問題二：若物塊最后從右極板的邊緣D處離開電場和磁場空間，求物塊離開時(shí)的速度大小。圖1PLhdD+qCABGFfvFfGv問題三：若P點(diǎn)右側(cè)豎直方向設(shè)置一塊絕緣光滑擋板（如圖2），請問物塊將做什么運(yùn)動(dòng)？問題四：若擋板粗糙，物塊又將做什么運(yùn)動(dòng)?

（設(shè)絕緣擋板的引入均不影響場的分布，且場區(qū)和桿足夠長）LhdD+qCABGFfvvGFfFN加速度和速度分別在什么時(shí)候最大？P圖2G>F+fG=F+fG=F+qEB問題五：若旋轉(zhuǎn)兩金屬板至水平，電磁場方向如圖3所示，使此物塊由光滑絕緣軌道滑下水平進(jìn)入兩極板間，試問此物塊可能做什么運(yùn)動(dòng)？圖3G<F+fGFfv擺線Bt0B0圖4問題六：若物塊進(jìn)入場區(qū)時(shí)重力和電場力平衡，而磁場隨時(shí)間作如圖4變化，（磁場向里為正，物塊剛進(jìn)入時(shí)為0時(shí)刻，場區(qū)足夠大）請畫出物塊的運(yùn)動(dòng)軌跡。+qGFvBE圖5問題七：如圖5所示，若兩極板內(nèi)的電場場強(qiáng)E=6N/C，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=4T，方向如圖6所示。物塊的質(zhì)量m=4×10-3kg，帶電量q=+5×10-3C，現(xiàn)從左極板的上邊緣A處以一定的速度斜射入疊加場區(qū)，恰能在豎直平面內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)。取g＝10m／s2B圖6+qABv0GFfE求物塊射入時(shí)速度的大小和方向。解得f=f=qv0Bv0=2.5m/s解：由三力平衡得+qAB問題八：若物塊以上問中的速度剛進(jìn)入A點(diǎn)時(shí)，就撤去磁場，經(jīng)一段時(shí)間后，恰好能從左極板下邊緣B點(diǎn)射出，求極板的長度.fFGv0F合圖7解：設(shè)物塊從A運(yùn)動(dòng)B的時(shí)間為t,極板長為Lx軸方向y軸方向解得L2.2mxy五、課堂小結(jié)受力分析運(yùn)