章带电粒子在复合场中的运动ppt课件

1、磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用习题课习题课带电粒子在复合场中的带电粒子在复合场中的运动运动解题思绪:1 1、正确的受力分析：除重力、弹力、摩擦力外，、正确的受力分析：除重力、弹力、摩擦力外，要留意电场力、磁场力；要留意电场力、磁场力；2 2、正确分析物体的运动形状，确定粒子做什么、正确分析物体的运动形状，确定粒子做什么运动运动 ，最典型的运动形状有平衡形状以及类平，最典型的运动形状有平衡形状以及类平抛运动和匀速圆周运动等；抛运动和匀速圆周运动等；3、恰当灵敏地运用动力学两大方法a a、动力学观念：、动力学观念： 包括牛顿三定律和运动学规律。包括牛顿三定律和运动学规律。 b b、能量观

2、念：、能量观念： 包括动能定理和能量守恒定律。包括动能定理和能量守恒定律。例例1：如图示，质量为：如图示，质量为m,带电量为带电量为q的微粒以速度的微粒以速度与程与程度方向成度方向成 45o角进入匀强电场与匀强磁场角进入匀强电场与匀强磁场,假设微粒在电假设微粒在电场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，那么电场强场、磁场、重力场作用下做匀速直线运动，那么电场强度大小度大小E、磁感应强度大小、磁感应强度大小B各为多大？各为多大？E典型题选讲：典型题选讲：第一类：匀速直线运动第一类：匀速直线运动特点特点 F F合合=0,=0,方法共方法共点力平衡知识中的矢量合成、正交分解。点力平衡知识中的矢量合成、

3、正交分解。BqEmgvBqv随堂练习： 1 1、某空间存在着正交的匀强电场和匀、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，假设向，又垂直于磁场方向射入该空间，假设带电粒子都沿直线运动，那么可以一定带电粒子都沿直线运动，那么可以一定 A A、它们的质量一样、它们的质量一样 B B、它们的电量一样、它们的电量一样 C C、它们的速率一样、它们的速率一样 D D、它们的比荷一样、它们的比荷一样 例例2 2、如图示，带电量为、如图示，带电量为+q+q，质量为，质量为m m的小球，的小球，从倾角为从倾角为的光滑斜

4、面上由静止下滑，匀强磁场的光滑斜面上由静止下滑，匀强磁场的磁感应强度大小为的磁感应强度大小为B B，方向如图示，那么小球在，方向如图示，那么小球在斜面上滑行最大间隔为多大？斜面上滑行最大间隔为多大？ 第二类：匀变速直线运动第二类：匀变速直线运动FF合恒定，且合恒定，且合外力方向与带电体运动方向在同一条直线上，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：典型题选讲： 在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中,有一倾有一倾角为角为,足够长的

5、光滑绝缘斜面足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为磁感应强度为B,方方向垂直纸面向外向垂直纸面向外.电场强度的方向竖直向上电场强度的方向竖直向上,有一质有一质量为量为m,带电量为带电量为+q的小球静止在斜面顶端的小球静止在斜面顶端,这时小这时小球对斜面的压力恰好为零球对斜面的压力恰好为零,假设迅速把电场方向改假设迅速把电场方向改为竖直向下为竖直向下,小球能在斜面上滑行多远小球能在斜面上滑行多远?所用时间所用时间是多少是多少?EB随堂练习：例例3:3:如图示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量如图示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为为m m，带电量是，带电量是+q+q，小球可在棒上滑动，将此棒竖

6、直，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在相互垂直，且沿程度方向的匀强电场和匀强磁场放在相互垂直，且沿程度方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是中，电场强度是E E，磁感应强度为，磁感应强度为 B B，小球与棒的摩擦因数为，小球与棒的摩擦因数为， 求小球由静止沿棒下落的最大求小球由静止沿棒下落的最大 加速度和最大速度。设小球加速度和最大速度。设小球 带电量不变带电量不变mgFf洛洛Nf 第三类，先变速后匀速的直线运动第三类，先变速后匀速的直线运动特点特点F F合在变化，当合在变化，当F F合合=0=0时，带电体开场做匀速直线运时，带电体开场做匀速直线运动，经常出现的问题是利用平衡条件求最大速度动，经

7、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：典型题选讲： 例例4:如图示如图示,垂直于竖直面向里的匀强磁场垂直于竖直面向里的匀强磁场B=1T,程程度向右的匀强电场度向右的匀强电场E=10 3N/C,一带正电的微粒一带正电的微粒,其质量其质量m=210-5kg,电量电量q=210-5C,在竖直面内作匀速直线运在竖直面内作匀速直线运动动,假设微粒运动到某条电场线上的假设微粒运动到某条电场线上的P点时将磁场忽然撤点时将磁场忽然撤去去,那么这个微粒经过多长时间可以再次经过这条电场线那么这个微粒经过多长时间可以再次经过这条电场线(如如Q点点)?PQBE 第四类：匀变速曲线运

8、动第四类：匀变速曲线运动( (类平抛运动类平抛运动)F)F合合恒定恒定, ,但合外力与运动方向不在同一条直线上但合外力与运动方向不在同一条直线上, ,通通常运用运动的合成与分解的知识处置这类问题常运用运动的合成与分解的知识处置这类问题. .答案:2 3s典型题选讲：典型题选讲： 例例5:5:知质量为知质量为m m的带电液滴，以速度的带电液滴，以速度v v射入相互垂射入相互垂直的匀强磁场直的匀强磁场B B和匀强电场和匀强电场E E中，液滴在此空间刚好能在中，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，求竖直平面内做匀速圆周运动；如图示，求: :1 1液滴在液滴在空间遭到几个力的作用空间

9、遭到几个力的作用; ; 2 2液滴带电量及电性；液滴带电量及电性；3 3液滴做圆周运动的半径。液滴做圆周运动的半径。vE B 第五类：匀速圆周运动第五类：匀速圆周运动受力特点受力特点F F合大合大小不变，方向变化且一直指向圆心，普通利用向小不变，方向变化且一直指向圆心，普通利用向心力公式及圆的有关知识求解心力公式及圆的有关知识求解典型题选讲：典型题选讲：例例6:6:如图示如图示, ,质量为质量为m=1kg,m=1kg,带正电带正电q=5q=510-210-2的小滑的小滑块块, ,从半径为从半径为R R0.4m0.4m的光滑绝缘的光滑绝缘1/41/4圆弧轨道上自圆弧轨道上自A A端滑下端滑下.

10、.整个安装处在方向相互垂直的匀强磁场与匀整个安装处在方向相互垂直的匀强磁场与匀强电场中强电场中. .知知E E100V/m,100V/m,程度向右程度向右;B;B1T,1T,方向垂直方向垂直纸面向里纸面向里. .求求(1)(1)滑块滑块m m到到达达C C点时的速度点时的速度; ;(2)(2)在在C C点时滑块对点时滑块对轨道的压力轨道的压力. .ABCO 其它复杂的运动其它复杂的运动合外力大小、方向不断发合外力大小、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，生变化，其运动轨道在中学物理阶段也无法确定，普通是从能量的转化和守恒的角度获取解题的突普通是从能量的转化和守恒的角度获取解题

11、的突破口。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，知两极板间的间隔为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，今将磁感应强度忽然增大到某值，那么粒子降落到极板上，当粒子落到极板上的动能为多大？随堂练习：如图示如图示,某空间匀强电场竖直向下某空间匀强电场竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里匀强磁场垂直纸面向里,一一金属杆金属杆AB从高从高H处自在下落处自在下落,那么那么( ) A. A端先着地端先着地 B. B端先着地端先着地 C. 两端同时着地两端同时着地 D. 以上说法均错以上说法均

12、错AB三个带等量正电荷的粒子三个带等量正电荷的粒子(所受重力所受重力不计不计)以一样的初动能程度射入正交以一样的初动能程度射入正交的电磁场中的电磁场中,轨迹如图轨迹如图,那么可知它们的那么可知它们的质量质量ma.mb.mc大小的顺序为大小的顺序为_,入射时的初动量入射时的初动量pa.pb.pc大小顺序大小顺序_.abc 5、如图、如图,有一电子束从点有一电子束从点a处以一定的程度速度飞向竖直放处以一定的程度速度飞向竖直放置的荧光屏置的荧光屏,将垂直击中荧光屏上的点将垂直击中荧光屏上的点b,知电子的质量为知电子的质量为m,电量为电量为q.(1)假设在电子束运转途中加一半径为假设在电子束运转途中加一半径为R的圆形磁场的圆形磁场,磁感应磁感应强度为强度为B,方向垂直与纸面向里方向垂直与纸面向里,圆心圆心O在点在点a、b连线上连线上,点点O距荧光屏间隔为距荧光屏间隔为L,为使电子束仍击中荧光屏上的点为