专题-带电粒子在复合场中运动.ppt

专题：复合场中带电粒子的运动，1。复合场中带电粒子运动的分析，2。比较三个领域的不同特点，1 .复合场，(3)子区域的存在(连接和组合)。(1)重力场、电场和磁场共存(叠加场)，(2)两个场之一共存(叠加场)，当粒子连续运动时，应同时考虑重力、洛伦兹力和电场力的影响。思考：在什么情况下应该考虑研究对象的严重性？在什么情况下不考虑研究对象的严重性？(1)带电体的分类，(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等。(速度选择器)，除了解释或明确的提示，一般不考虑重力(质量不能忽略)。2.带电粒子：如液滴、油滴、灰尘、小球等。除非有解释或明确的建议，否则一般情况下应该考虑到重力。2.带电体的运动应该用来推断带电体的应力，看看是否应该考虑重力。复合场是指电场、磁场和重力场或两者共存。带电粒子在复合场中运动时，应考虑电场力、洛伦兹力和重力。2.三种力量的比较：3。复合场中带电粒子的运动轨迹：(1)如果粒子受到的组合外力为零，或者组合外力是在粒子运动的方向上，则粒子沿直线运动。(2)如果施加到粒子上的外力的大小是恒定的，则方向总是垂直于粒子的运动方向，并且粒子以均匀的速度在圆周上运动。(3)如果施加在粒子上的外力既不平行也不垂直于速度，粒子在曲线_ _ _中移动。4。解决复合场中带电粒子运动的基本方法：动力学观点；能源观点。如图所示，两块水平放置的金属板的长度L=1.40m米，间距d=0.30米。在两块金属板之间有一个均匀的磁场，磁场强度B=1.25T吨，垂直于纸面的方向向内。两个板之间的电势差为U=1.5103v，并且上板的电势高。当t=0时，质量m=2.0010-15千克、电量q=1.0010-10C的正粒子以速度v=4.00103米/秒从两块板的中心水平注入。不考虑重力，试着分析：粒子如何在两块板之间移动？(2)粒子在两个板块之间的运动时间是多少？解决方案：电场力F=qE=q=510-7N(垂直向下)洛伦兹力F=Bqv=510-7N(垂直向上)，即作用在粒子上的两个力是平衡的。因此，粒子应该以均匀的直线运动。运动时间t=3.510-4s，例1如图所示，在垂直面上有一个正交的均匀电场和均匀磁场，磁感应强度为1T，电场强度为10N/C，一个带正电的粒子，q=210-6C，质量m=210-6 13195。如果带电粒子碰巧在正交电场的磁场中作匀速直线运动，它的运动速度是多少？方向是什么？mg，mg=210-5n，f=QE，做匀速直线运动，f=0，f=qvb，v，v=410-5/QB=20m/s，tan =QE/mg，=60，速度方向和电场强度方向形成=60角，例2如图所示，水平放置的平行金属板a带正电，b带负电，a和b之间的距离为d， 均匀电场的电场强度为e，均匀磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向内。 现在有一个带电粒子A和B在垂直面上做半径为R的匀速圆周运动，那么带电粒子的旋转方向是顺时针还是逆时针，速度是多少？重力被考虑了吗？qe，f=qvb，匀速圆周运动的条件：f=F方向，mg，F=f=qvB=F方向，带负电，qe=mg，v，顺时针，qvb=mv2/r，v=qbr/m，m=qe/g，v=brg/e，例3。如图所示，均匀电场的方向是垂直向上，均匀磁场的方向是水平指向纸的外面，并且有一个电荷(不包括重力)。如果电子能够沿着直线从左向右飞越这个区域，那么如果它们以相同的速度从右向左水平飞行，电子将沿着直线b飞越这个区域，电子将向上偏转，电子将向下偏转，电子将从纸张向外偏转，例4。如图所示，带正电的摆锤球在水平均匀磁场中振动。振动平面垂直于磁场。当摆锤球分别从左侧或右侧移动到最低位置时，相同的物理量如下：()a .施加到球上的磁力b .悬挂线对球的张力c .球的速度d .球的动能d .思考问题：如图所示，在长度为l的水平极板之间，有一个垂直纸面向内的均匀磁场，磁感应强度b，极板之间的距离l，极板不带电。目前，具有质量m和电量q(不考虑重力)的带正电的粒子以速度v从左极板之间中点处的垂直磁感应线水平注入磁场中。为了使粒子能够撞击极板，粒子的速度应该是，R，R-L/2，L，解决方案：在分析之后， 当粒子撞击点b时，最大速度vmax，撞击点a时，最小速度vmin。当粒子撞击点b时，将相应的半径设置为r，如图所示，作为辅助线。最大速度vmax是，当粒子击中点A时，设置相应的半径为R，最小速度为，所以粒子的速度应该满足的要求，如图所示，右边的均匀电场强度为E，外面的均匀磁场在水平方向上垂直于纸张。磁感应强度为b。它们之间有一根垂直固定的绝缘杆。杆上套有带正电荷Q和质量M的球。球和杆之间的动摩擦系数为。mgqE是已知的。现在球从静止中释放出来。试着找出球在下滑过程中的最大加速度和最大速度。分析做好球运动过程的动态分析，找出相应的极值条件。在释放球的瞬间，由于重力，电场力F=qE水平向右。杆给球的向左弹性力FN与f平衡，然后FN=QE，向上的摩擦力f。由于qE，球加速滑下。球移动后，出现向左的洛仑兹力flo=qvB，球上的力如图a所示。水平方向FN qvB=qE，垂直方向mg-FN=maget a=(mgqvB-QE)/mvFluoFNfa可见球随着加速度的增加做加速运动。当f=0，即FN=0时，加速度达到最大值，这由公式获得：amax=g、和答案 g。此时，速度可由公式获得。然而，速度继续增加，洛伦兹力增加，支撑力反向，力如图b所示。有：水平方向qvB=FN qE和垂直方向mg- fn=ma 。a=(mg- qvb qe)/m 球运动的动态过程如下：vffnfffa球以减小的加速度进行加速运动，当a=0时速度达到最大。Vmax=(mg qE)/Bq。由等式、获得电场运动和磁场运动的连接和组合，示例7，如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面的均匀磁场，磁感应强度为b；在x轴下，沿y轴的负方向有一个均匀的电场，场强为e，质量为m，电荷为-q的粒子从坐标原点o沿y轴的正方向投射。当它第三次到达x轴时，它与点o的距离是l。在这个过程中找出粒子的速度v和粒子的总距离s(不包括重力)。解决方案：粒子的运动路径如图所示，类似于拱形。有：粒子的初始速度是v，然后有：从表达式和获得：假设粒子进入电场做减速运动的最大距离是，加速度是a，然后从：粒子移动的总距离是：v，R，L，8。如图所示，在y 0的空间中有均匀的电场，场强在y轴的负方向；在y 0的空间中，有一个均匀的磁场，该磁场主要垂直于xy平面(纸面)向外。一个带正电的运动粒子以 0的速度通过Y轴上y=h处的P1点，方向是沿X轴的正方向。然后，它通过x轴上x=2h处的点P2进入磁场，并通过y轴上y=-2h处的点P3。不管重力如何。找出电场强度的大小。当粒子到达P2时，速度的大小和定向磁感应的大小。(1) P1到P2做准平抛运动，F=QE，V，2H=V0T，H=AT2/2=QET 2/2m，E=MV02/2QH，V0，Vy，(2) Vy=AT=QET/M=V0，Tan =Vy/VO=1，=45，B=MV0/QH，45，2，叠加场运动，1。电场和磁场共存(叠加场)，2。重力场、电场和磁场共存(叠加场)，3。质量为M、电荷为Q的负电荷在磁感应强度为b的均匀磁场中围绕固定的正电荷作匀速圆周运动。磁场的方向垂直于运动平面。作用在负电荷上的电场力只是磁场力的3倍。那么做圆周运动的负电荷的角速度可以是()A4Bq/m，17b.bq/MC.2bq/m, 7d . 3Bq/m，f=kqq/R2，q，q，v，f，f，f=qvb=q Rb，f=kqq/R2=3f，f=4f=4q 1rb=m 12r， 1=4qb/m，f，f-f=2f=2q 2rb=m 22r，2=2q* 13。用一根长度为L=0.8m的绝缘轻绳吊起一个质量为m=1.0g的带电球，并将其置于磁感应强度为B=2.5T、方向如图所示的均匀磁场中。把球拉到悬挂点的右边。轻绳只是水平伸直，球从静止中释放出来。球在垂直于磁场的垂直面上摆动。当球第一次摆动到最低点时，悬挂线的张力只有0.5毫克(重力加速度g=10m米/秒2)。找到：(1)球带多少电荷？(2)当球第二次通过最低点时，悬挂线对球施加了多大的张力？v，mgl=mv2/2，mg，f=qvb，t1，a1，(1)球带负电，qvbt1-mg=mv2/l=2mg，qvb=mv2/l-t1=2.5mg=0.025 n，mg，v，f=qvb，T2，a2，T2-mg-qvb=mv2/l=2mg，T2=mg qvB mv2/L=5.5mg=0.055N，2，重力场和11，如图所示，水平放置的平行金属板a带正电，b带负电，a和b之间的距离为d，均匀电场的场强为e，均匀磁场的磁感应强度为b，方向垂直于纸面向内。现在在a和b之间的垂直面上有一个半径为r的匀速圆周运动，那么带电粒子的旋转方向是顺时针还是逆时针，速度是多少？重力被考虑了吗？qe，f=qvb，匀速圆周运动的