5.洛伦兹力的应用 (3).ppt

,以人为本人人发展,带电粒子在复合场中的运动,以人为本人人发展,导学案答案,1C2.ABD3.D4.BCD,5负逆时针Brg/E,6(1)A(2)A(3)B,以人为本人人发展,一.常见的复合场,1.叠加场,(1)电场与磁场叠加：常见模型有速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应等.,(2)电场、磁场、重力场叠加：无约束带电体在叠加场做直线运动时必为匀速直线运动；做圆周运动时必为匀速圆周运动，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力.,以人为本人人发展,2.组合场,带电粒子依次经过各场，运动过程由各阶段不同性质的运动(圆周、类平抛、变速直线、匀速直线等)组合而成.,(1)分别研究带电粒子在不同场区的运动.,(2)分析与计算各阶段运动间的连接点的速度方向与大小是解题关键.,(3)画出全过程运动示意图很重要.,以人为本人人发展,以人为本人人发展,3.交变场,带电粒子进入周期性变化的电场或磁场，其运动随之做周期性变化.,(1)分析清复合场一个周期内的粒子运动过程，找到粒子运动时间、位移、速度等的周期性变化规律.,(2)画出运动过程的示意图，有助于分析.,以人为本人人发展,二.常见运动形式的分析,1.带电粒子在复合场中做匀速圆周运动,带电粒子进入匀强电场、匀强磁场和重力场共同存在的复合场中，重力和电场力等大反向，两个力的合力为零，粒子运动方向和磁场方向垂直时，带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,以人为本人人发展,2.带电粒子在匀强电场、匀强磁场和重力场中的直线运动,自由的带电粒子(无轨道约束)，在匀强电场、匀强磁场和重力场中的直线运动应该是匀速直线运动，这是因为电场力和重力都是恒力，若它们的合力不与洛伦兹力平衡，则带电粒子速度的大小和方向都会改变，就不可能做直线运动(粒子沿磁场方向运动除外),以人为本人人发展,三.带电粒子在复合场中运动的处理方法,1.搞清楚复合场的组成，一般是磁场、电场的复合；磁场、重力场的复合；磁场、重力场、电场的复合；电场和磁场分区域存在,2.正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外还要特别关注电场力和磁场力的分析,以人为本人人发展,3.确定带电粒子的运动状态注意将运动情况和受力情况结合进行分析,4.对于粒子连续经过几个不同场的情况，要分段进行分析、处理,5.画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律,以人为本人人发展,四.注意,1.电子、质子等一般不计重力，带电小球、尘埃、液滴等带电粒子一般要考虑重力的作用。,2.注意重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力始终和运动方向垂直、永不做功的特点。,以人为本人人发展,五.例题分析,1.如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是（）,以人为本人人发展,A.mambmcB.mbmamcC.mcmambD.mcmbma,以人为本人人发展,解析设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即magqEb在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则mbgqEqvBc在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则mcgqvBqE比较式得：mbmamc，选项B正确.,以人为本人人发展,2.如图所示，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x0区域，磁感应强度的大小为B0；x0区域，磁感应强度的大小为B0(常数1).一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求：(不计重力)(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离.,以人为本人人发展,(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离.,以人为本人人发展,解析在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动.设在x0区域，圆周半径为R1；在x0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿运动定律得,粒子速度方向转过180时，所需时间t1为,以人为本人人发展,粒子再转过180时，所需时间t2为,联立式得，所求时间为,以人为本人人发展,由几何关系及式得，所求距离为,以人为本人人发展,3.如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面(纸面)向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上yh处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限，然后经过x轴上x2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动，之后经过y轴上y2h处的P3点进入第四象限已知重力加速度为g.试求：,以人为本人人发展,(1)粒子到达P2点时速度的大小和方向；(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；(3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向,以人为本人人发展,以人为本人人发展,4.如图甲所示，质量为m带电量为q的带电粒子在t0时刻由a点以初速度v0垂直进入磁场，区域磁场磁感应强度大小不变方向周期性变化如图乙所示(垂直纸面向里为正方向)；区域为匀强电场，方向向上；区域为匀强磁场，磁感应强度大小与区域相同均为B0。粒子在区域内一定能完成