高中物理 带电粒子在复合场中的运动复习学案 新人教版选修.doc

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1、带电粒子在复合场中的运动【学习目标】带电粒子在复合场中的运动【自主学习】一、复合场复合场是指磁场与电场共存的场．或电场与重力场共存的场，或磁场与重力场共存的场，或磁场、电场、重力场共存的场。二、带电体在复合场中运动时受力分析带电物体在重力场、电场、磁场中运动时，其运动状态的改变由其受到的合力决定，因此，对运动物体进行受力分析时必须注意以下几点：①受力分析的顺序：先场力(包括重力、电场力、磁场力)、后弹力、再摩擦力等。②场力分析：重力：大小，方向。电场力：大小，方向。洛仑兹力：大小，方向。③电子、质子、离子等微观粒子无特殊说明一般

2、不计重力；带电小球、尘埃、油滴、液滴等带电颗粒无特殊说明一般计重力；如果有具体数据．可通过比较确定是否考虑重力。三、带电粒子在复合场中的运动分析正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提带电粒子在叠加场中做什么运动，取决于带电粒子所受的合外力及其初始状态的速度，因此应把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来进行分析。1、当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做或。举例。2、当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做。举例。3、当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做。举例。4、当带电粒子所受的合外

3、力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做变速运动，这类问题一般只能用能量关系处理。四、带电粒子在复合场中运动问题的处理方法解决这类问题的方法可按以下思路进行：①正确进行受力分析、除弹力、重力、摩擦力，要特别注意电场力和磁场力的分析。②正确进行物体的运动状况分析，找出物体的速度、位置及变化，分清运动过程，如果出现临界状态，要分析临界条件。③恰当选用解决力学问题的三大方法：1)牛顿运动定律及运动学公式(只适用于匀变速运动)；2)用动量观点分析，即动量守恒定律；3)用能量观点分析，包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律，应注意：不论带

4、电体运动状态如何，洛仑兹力永远不做功，电场力与重力做功与路径无关。在这三大方法中，应首选能量观点和动量观点进行分析。【典型例题】例1、如图所示，套在绝缘棒上的小球，质量为0.1g，带有q=4×10-4C的正电荷，小球在棒上可以自由滑动，直棒放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场E=10N/C和匀强磁场B=0.5T之中，小球和直棒之间的动摩擦因数为=0.2，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度。（设小球在运动过程中电量不变）。例2、如图所示，质量M=3.0kg的小车静止在光滑的水平面上，AD部分是表面粗糙的水平导轨，DC部分

5、是光滑的圆弧且半径为R=5m导轨，整个导轨都是由绝缘材料制成的，小车所在平面内有竖直向上E=40N/C的匀强电场和垂直纸面向里B=2.0T的匀强磁场。今有一质量为m=1.0kg带负电的滑块（可视为质点）以v0=8m/s的水平速度向右冲上小车，当它即将过D点时速度达到v1=5m/s，对水平导轨的压力为15.5N，（g取10m/s2）（1）求滑块的电量。（2）求滑块从A到D的过程中，小车、滑块系统损失的机械能。（3）若滑块能过D时立即撤去磁场，求此后小车所能获得的最大速度。例3、ab、cd为平行金属板，板间存在正交的匀强电场和匀强磁

6、场，电场强度E=100V/m，磁感应强度B=4T。如图所示，一带电荷量q=1.0×10-8C、质量m=1.0×10-10kg的微粒，以初速度v0=30m/s、垂直板进入板间场区，粒子做曲线运动至M点时速度方向与极板平行，在M点这一带电粒子恰与另一质量和它相等的不带电微粒吸附在一起，之后一起做匀速直线运动，不计重力，求：（1）微粒带何种电荷？（2）微粒在M点吸咐另一微粒前速度多大？（3）M点距ab板的距离是多大？例4、在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，有一倾角为，足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场强度为E

7、，方向竖直向上，一质量为m、带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示。若迅速使电场方向竖直向下时，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？例5、如图所示，一质量为m，带电荷量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强为E、方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方的c点，如图所示。粒子的重力不计，试求：（1）圆形匀强磁场的最小面积

8、。（2）c点到b点的距离s。【针对训练】1、带电粒子（不计重力）所处的状态可能是（）①只在磁场中处于平衡状态②只在电场中做匀速圆周运动③只在匀强磁场中做平抛运动④只在匀强电场中做匀速直线运动A、①②B、②③C、③④D、①④2、空间存在一匀强磁场B，其方向垂直纸面