复合场运动情况分析专题.doc

靓颖教育让学习简单而快乐！ 高三物理陈俊雄 2010-1-8 高三复合场运动情况分析专题 知识要点梳理：知识点一带电粒子在复合场中的运动一、复合场复合场是指电场、磁场和重力场并存或其中某两种场并存，或分区域存在。粒子在复合场中运动时，要考虑静电力、洛伦兹力和重力的作用。二、带电粒子在复合场中运动问题的分析思路1正确的受力分析除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析。2正确分析物体的运动状态找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程。如果出现临界状态，要分析临界条件。带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况。（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）。（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向F在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成。3灵活选用力学规律是解决问题的关键（1）当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解。（2）当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解。（3）当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒列方程求解。注意：由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解。4三种场力的特点（1）重力的大小为G=mg，方向竖直向下重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的质量有关外，还与始末位置的高度差有关。（2）电场力的大小为Eq，方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关，电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，还与始末位置的电势差有关。（3）洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当带电粒子的速度与磁场方向平行时F=0；当带电粒子的速度与磁场方向垂直时F=Bqv，洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面。无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功。但重力、电场力可能做功而引起带电粒子能量的转化。带电粒子在复合场中运动的应用实例：v0abco速度选择器：例1：某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以速度v0向右射去，从右端中心a下方的b点以速度v1射出；若增大磁感应强度B，该粒子将打到a点上方的c点，且有ac=ab，则该粒子带_电；第二次射出时的速度为_。【知识点回顾1】：如图所示，空间存在着由匀强磁场B和匀强电场E组成的正交电磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里.有一带负电荷的小球P，从正交电磁场上方的某处自由落下，那么带电小球在通过正交电磁场时().(A)一定作曲线运动 (B)可能做直线运动 (B)不可能作曲线运动(C)可能作匀速直线运动(D)可能作匀加速直线运动【知识点回顾2】：如图所示，水平向右的匀强电场(场强为E)和垂直纸面向里的匀强磁场(磁感应强度为B)并存的区域(BE)中有一足够长的水平、光滑、绝缘的水平表面MN，其上O点放置一质量为m，电荷量为q的物体，由静止释放后做加速运动，求物体在平面MN上滑行的最大距离。复合场运动的解题方法 基本方法：审题技巧、分析思路、选择规律、建立方程、求解运算、验证讨论等。 技巧方法：指一些特殊方法如整体法、隔离法、模型法、等效法、极端假设法、图象法、极值法等 此外，还应掌握三优先四分析的解题策略，即优先考虑整体法、优先考虑动能定理、优先考虑动量定理；分析物体的受力情况、分析物体的运动情况、分析力做功的情况、分析物体间能量转化情况。形成有机划、多角度、多侧面的解题方法网络。 1、强调物理过程的题，要分清物理过程，弄清各阶段的特点、相互之间的关系、选择物理规律、选用解题方法、形成解题思路。 2、模型问题，如平衡问题、追击问题、人船问题、碰撞问题、带电粒子在复合场中的加速、偏转问题等，只要将物理过程与原始模型合理联系起来，就容易解决。 3、技巧性较高的题目，如临界问题、模糊问题，数理结合问题等，要注意隐含条件的挖掘、“关键点”的突破、过程之间“衔接点”的确定、重要词的理解、物理情景的创设，逐步掌握较高的解题技巧。 4、信息给予题。步骤：（1）阅读理解，发现信息（2）提炼信息，发现规律（3）运用规律，联想迁移（4）类比推理，解答问题 E B小试牛刀：1、一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_，旋转方向为_。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_。EBq、m2、如图所示，水平向右的匀强电场场强为E，垂直纸面向里的水平匀强磁场磁感应强度为B，一带电量为q的液滴质量为m，在重力、电场力和洛伦兹力作用下做直线运动，下列关于带电液滴的性质和运动的说法中正确的是A液滴可能带负电 B液滴一定做匀速直线运动C不论液滴带正电或负电，运动轨迹为同一条直线D液滴不可能在垂直电场的方向上运动图3【例题1】如图9-11所示，一个质量为m，电量为+q的小物体，可以在与水平面成角的长绝缘斜面上运动斜面的下端有一与斜面垂直的固定弹性绝缘挡板M，斜面放在一个足够大的匀强电场中，场强大小为E，方向水平向左小物体在离水平面高为h处，受到一个沿斜面向上的瞬时冲量作用，沿斜面以初速度v0向上运动设小物体与斜面间的动摩擦因数为，小物体与挡板碰撞时不损失机械能，小物体的带电量也不变，求：小物体停止运动前所通过的总路程（）【例题2】如图所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场（E已知）和匀强磁场（B已知）中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套有一个质量为m，电荷量为q的小球，它们之间的动摩擦因数为，现由静止释放小球，试分析小球运动的加速度和速度的变化情况，并求出最大速度。（）同题演练：质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。【例题3】有一个长方体形的匀强磁场和匀强电场区域，它的截面为边长020的正方形，其电场强度为410，磁感强度2102，磁场方向垂直纸面向里，当一束质荷比为41010的正离子流以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入如图所示，（1）要使离子流穿过电磁场而不发生偏转，电场的方向如何?离子流的速度多大? （2）在电磁场区域右边界04处有一平直荧光屏若撤去电场，离子流击中屏上点，若撤去磁场，击中屏上点，求间距离（v2107m/s，ab=0.53m）【巩固性练习1】：如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感应强度为B.已知液滴在此区域中作匀速圆周运动，则圆周的半径R=_.（E*根号（2h/g）/B）【巩固性练习2】如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是（ ）aBbcEOA当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛仑兹力最大B当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛仑兹力最大C小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小【巩固性练习3】：如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰能沿水平作直线运动.现使小球从较低的b点开始下滑，经P点进入板间，在板间的运动过程中( ).(A).其动能将会增大 (B).其电势能将会增大(C).小球所受的洛伦兹力将会增大 (D) 小球受到的电场力将会增大【巩固性练习4】：如图所示，一质量为m、带电量为q的粒子以速度V0经O点沿y轴正方向射向磁感应强度为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b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向夹角为30，同时进入场强为E、方向沿与x轴负