带电粒子在复合场中的运动1.ppt

磁场对运动电荷的作用 习题课 带电粒子在复合场中的运动,解题思路:,1、正确的受力分析：除重力、弹力、摩擦力外，要注意电场力、磁场力；,2、正确分析物体的运动状态，确定粒子做什么运动 ，最典型的运动状态有平衡状态以及类平抛运动和匀速圆周运动等；,3、恰当灵活地运用动力学两大方法,a、动力学观点： 包括牛顿三定律和运动学规律。 b、能量观点： 包括动能定理和能量守恒定律。,例1：如图示，质量为m,带电量为q的微粒以速度与水平方向成 45o角进入匀强电场与匀强磁场,若微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，则电场强度大小E、磁感应强度大小B各为多大？,E,典型题选讲：,第一类：匀速直线运动特点 F合=0,方法共点力平衡知识中的矢量合成、正交分解。,B,qE,mg,v,Bqv,随堂练习：,1、某空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，不同的带电粒子既垂直于电场方向，又垂直于磁场方向射入该空间，若带电粒子都沿直线运动，那么可以肯定（ ） A、它们的质量相同 B、它们的电量相同 C、它们的速率相同 D、它们的比荷相同,例2、如图示，带电量为+q，质量为m的小球，从倾角为的光滑斜面上由静止下滑，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向如图示，则小球在斜面上滑行最大距离为多大？,第二类：匀变速直线运动F合恒定，且合外力方向与带电体运动方向在同一条直线上，可利用牛顿运动定律以及相关的运动学公式求解,答案:S=m2gCos2/2q2B2sin,典型题选讲：,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.电场强度的方向竖直向上,有一质量为m,带电量为+q的小球静止在斜面顶端,这时小球对斜面的压力恰好为零,若迅速把电场方向改为竖直向下,小球能在斜面上滑行多远?所用时间是多少?,E,B,随堂练习：,例3:如图示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m，带电量是+q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度为 B，小球与棒的摩擦因数为， 求小球由静止沿棒下落的最大 加速度和最大速度。（设小球 带电量不变）,mg,F,f洛,N,f,第三类，先变速后匀速的直线运动特点F合在变化，当F合=0时，带电体开始做匀速直线运动，经常出现的问题是利用平衡条件求最大速度,如磁场方向反向情况又如何?,典型题选讲：,例4:如图示,垂直于竖直面向里的匀强磁场B=1T,水平向右的匀强电场E=10 3N/C,一带正电的微粒,其质量m=210-5kg,电量q=210-5C,在竖直面内作匀速直线运动,若微粒运动到某条电场线上的P点时将磁场突然撤去,则这个微粒经过多长时间可以再次通过这条电场线(如Q点)?,P,Q,B,E,第四类：匀变速曲线运动(类平抛运动)F合恒定,但合外力与运动方向不在同一条直线上,通常运用运动的合成与分解的知识处理这类问题.,答案:2 3s,典型题选讲：,例5:已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强磁场B和匀强电场E中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动；如图示，求:（1）液滴在空间受到几个力的作用; （2）液滴带电量及电性； （3）液滴做圆周运动的半径。,v,E B,第五类：匀速圆周运动受力特点F合大小不变，方向变化且始终指向圆心，一般利用向心力公式及圆的有关知识求解,典型题选讲：,例6:如图示,质量为m=1kg,带正电q=510-2的小滑块,从半径为R0.4m的光滑绝缘1/4圆弧轨道上自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强磁场与匀强电场中.已知E100V/m,水平向右;B1T,方向垂直纸面向里.求(1)滑块m到 达C点时的速度; (2)在C点时滑块对 轨道的压力.,A,B,C,O,其它复杂的运动合外力大小、方向不断发生变化，其运动轨道在中学物理阶段也无法确定，一般是从能量的转化和守恒的角度获取解题的突破口。,如图示，质量为m，带电量为+q的粒子，从两平行极板正中央垂直电场线以速度v飞入，已知两极板间的距离为d，磁感应强度为B，方向垂直于竖直面向外，电场方向竖直向上，这时，粒子恰好能沿直线穿过电场和磁场区，重力不计，今将磁感应强度突然增大到某值，则粒子降落到极板上，当粒子落到极板上的动能为多大？,随堂练习：,如图示,某空间匀强电场竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里,一金属杆AB从高H处自由下落,则( ) A. A端先着地 B. B端先着地 C. 两端同时着地 D. 以上说法均错,A,B,三个带等量正电荷的粒子(所受重力 不计)以相同的初动能水平射入正交 的电磁场中,轨迹如图,则可知它们的 质量ma.mb.mc大小的顺序为_, 入射时的初动量pa.pb.pc大小顺序_.,a b c,5、如图,有一电子束从点a处以一定的水平速度飞向竖直放置的荧光屏,将垂直击中荧光屏上的点b,已知电子的质量为m,电量为q. (1)若在电子束运行途中加一半径为R的圆形磁场,磁感应强度为B,方向垂直与纸面向里,圆心O在点a、b连线上,点O距荧光屏距离为L,为使电子束仍击中荧光屏上