高考物理復(fù)習(xí)之帶電粒子(或小球)在復(fù)合場中的運動

帶電粒子(或小球)在復(fù)合場中的運動EBv復(fù)合場：指電場、磁場和重力場并存，或其中兩場并存，或分區(qū)存在。1、當帶電體所受合力為零時，將處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。2:當帶電體做非勻速直線運動時,則帶電體所受合力方向與物體運動方向在同一條直線上.1:質(zhì)量為m的帶電小球，在電場中某點靜止下落，第一秒鐘下落了10米，則小球帶什么性質(zhì)的電荷？小球在電場中受到的電場力與重力的大小之比是多少？(g=10m/s2)分析：由題意可知，小球做的是初速為零的勻加速直線運動。h=at2/2a=2h/t2=2×10÷(1)2=20m/s2＞g說明電場力是向下的，應(yīng)是負電荷．再根據(jù)a=E2:勻強電場水平向右,一帶電微粒沿直虛線在電場中斜向上運動,則該微粒在從A運動到B的過程中,其能量變化為A:動能增大,電勢能減小.B:動能減小,電勢能減小C動能減小,電勢能增大D:動能增大,電勢能增大

答案:CABmgQE3:如果上題中,若要使帶電微粒沿著AB直線作勻速直線運動,則要向哪個方向加一個勻強磁場呢?電荷的電性應(yīng)如何呢?ABV0mgQEBQV××××××××××××3、當帶電體(粒子)作勻速圓周運動時，若洛侖茲力提供向心力，則其余各力的合力必為零。如果帶電體(粒子)在復(fù)合場中由洛侖茲力作用下做勻速圓周運動呢，哪帶電體(粒子)受力又有什么特征呢？4、已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度ν射入互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示。求：(1)液滴在此空間受到幾個力作用？(2)液滴帶電量及電性？(3)液滴做勻速圓周運動的半徑多大？EBvmg解：(1)由于是帶電液滴，它必受重力，又處于電磁場中，還應(yīng)受到電場力及洛侖茲力共3個力。(2)因液滴做勻速圓周運動，故必須滿足重力與電場力平衡，故液滴應(yīng)帶負電。(3)因液滴所受合力為洛侖茲力，所以由Bqv=mv2/R可得：R=mv/qB------②由①②可得：-EqBqvF合=由mg=Eq,求得：q=mg/E----①.勻速圓周運動重力與電場力的合力為0審題5:有一個帶電小球,自離開電磁場高為h的地方靜止下落,一進入復(fù)合的電場,磁場就做勻速圓周運動,半徑為R,所加勻強電場的方向是堅直向下的,大小為E,則所加的勻強磁場方向應(yīng)是向哪個方向的?B的大小?0RmgqEBqV分析：小球一開始是做自由落體運動，一進入復(fù)合的電磁場，小球做勻速圓周運動，說明重力與電場力平衡，只有洛倫茲力提供向心力，Eh××××××××××××B解:mgh=mv2……..(1)mg=qE……(2)Bqv=m……(3)B=前面的例子介紹了帶電小球（微粒）在復(fù)合場中運動，都不能忽略帶電體的重力，而有些場合，如帶電粒子在復(fù)合場中的運動，則往往把重力忽略的。請看下面的例子。6、如圖所示，在兩平行板間有強度為E的勻強電場，方向豎直向下，一帶電量為q的負粒子(重力不計)垂直于電場方向以速度ν飛入兩極板間為了使粒子沿直線飛出，應(yīng)在垂直于紙面內(nèi)加一個怎樣方向的磁場，其磁感強度為多大？＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－-審題粒子沿直線飛出電場力與洛侖茲力的合力為0解：由電場力與洛侖茲力的合力為零可得：方向：垂直于紙面向內(nèi)討論(3)在E、B確定情況下，若帶電粒子能從左側(cè)射入勻速通過電磁場，則從右側(cè)射入能勻速通過嗎？(1)在E、B確定情況下，滿足的帶電粒子能沿直線飛出，與粒子的帶電量、電性有何關(guān)系？(2)在E、B確定情況下，若或能否直線通過？結(jié)論速度選擇器不但對速度的大小有限制(只能等于E/B)，而且對速度的方向進行選擇。＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－--＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－+答：與粒子的帶電量、電性無關(guān)。-答：不能直線通過。-＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－答：不能直線通過。=<>7:如圖所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B；在c軸下方有沿y軸負方向的勻強電場，場強為E，一質(zhì)量為m，電量為-q的粒子從坐標原點O沿y軸正方向射出，射出之后，第三次到達x軸時，它與O點的距離為L，求此粒子射出時的速度ν和運動的總路程s(不計重力)。v7:如圖所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B；在c軸下方有沿y軸負方向的勻強電場，場強為E，一質(zhì)量為m，電量為-q的粒子從坐標原點O沿y軸正方向射出，射出之后，第三次到達x軸時，它與O點的距離為L，求此粒子射出時的速度ν和運動的總路程s(不計重力)。v審題帶電粒子沿電場線進入電場勻變速直線運動帶電粒子垂直進入磁場勻速圓周運動qBvqEvvv解：粒子運動路線如圖所示，似拱門形狀。有：粒子初速度為v，則有：由①、②式可得：設(shè)粒子進入電場做減速運動的最大路程為，加速度為a，再由：粒子運動的總路程得：vRL1:帶電粒子在復(fù)合場中運動時,如果是受到合力為零,則該粒子一定做勻速直線運動.反之,帶電粒子在復(fù)合場中如果做勻速直線運動,則該粒子受到的合力也一定為零.2:如果帶電粒子在復(fù)合場中做的是非勻速直線運動,則該粒子所受的合力一定與物體的運動方向在同一條直線上.3:如果帶電粒子在復(fù)合場中,由洛侖茲力提供向心力做勻速圓周運動,則帶粒子所受的其它力的合力應(yīng)為零.小結(jié):思考題1：如圖所示,一個半徑為R的絕緣光滑半圓環(huán),堅直放在場強為E的勻強電場中,電場方向堅直向下,在環(huán)壁邊緣處有一質(zhì)量為m,帶有正電荷為q的小球,由靜止開始下滑,求小球經(jīng)過最低點時對環(huán)底的壓力.0ERmq小球在沿半圓向下運動過程中,重力與電場力所做的功等于物體動能的增加.mgR+qER=mv2mgqEFNFN-mg-qE=mv2/R

FN=3(mg+qE)思考題2．如圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子從電場中坐標位置（－L，0）處，以初速度ν0，沿軸正方向運動，且已知。試求：使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件.(粒子的重力不計)－－－－ORR審題帶電粒子垂直進入電場類平拋運動帶電粒子垂直進入磁場勻速圓周運動v0vyv－(－L,0)v0EB解：帶電粒子在電場中做類平拋運動。設(shè)粒子進入磁場時粒子的速度大小為ν，速度方向與y軸夾角為θ，有：粒子在磁場中做圓周運動，有：要使粒子穿越磁場區(qū)域能返回電場中，磁場的寬度條件為：∴粒子穿越磁場不返回電場中的條件為：2．如圖所示，坐標空間中有場強為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，軸為兩種場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域