学案2混合场中的物体平衡ppt课件

1、学案 混合场中的物体平衡知识回想知识回想1.电场力电场力 1电场力的方向电场力的方向:正电荷受电场力的方向与场强正电荷受电场力的方向与场强 ,负电荷受电场力的方向与场强方向负电荷受电场力的方向与场强方向 . 2电场力的大小电场力的大小:F=qE,假设为匀强电场假设为匀强电场,电场力电场力那么为那么为 力力,假设为非匀强电场假设为非匀强电场,电场力将与电场力将与 .2. 1方向方向:用左手定那么断定用左手定那么断定.F一定垂直于一定垂直于I、B,I、B可以相互垂直也可以相互不垂直可以相互垂直也可以相互不垂直,I、B中任一量反中任一量反向向,F .也反向也反向位置位置恒恒一致一致1 2大小大小:F

2、=BIL.此式只适用于此式只适用于B和和I相互垂直的情况相互垂直的情况,且且L是导线的是导线的 长度长度.当导线电流当导线电流I与磁场与磁场B平行时平行时,F最小最小=0.3.洛伦兹力洛伦兹力 1洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向既与电荷的运动方向垂直洛伦兹力的方向既与电荷的运动方向垂直,又与磁场方向垂直又与磁场方向垂直,所以洛伦兹所以洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向所确定的力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向所确定的 .洛伦兹力的方向总垂直于电荷运动方向洛伦兹力的方向总垂直于电荷运动方向,当电荷的运动方向发生变化时当电荷的运动方向发生变化时,洛洛伦兹力的

3、方向也伦兹力的方向也 .有效有效平面平面随之变随之变化化2由于洛伦兹力的方向总与电荷的运动方向垂直由于洛伦兹力的方向总与电荷的运动方向垂直,所以洛伦兹力对电荷永所以洛伦兹力对电荷永不不 . 2洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小:F洛洛=qvBsin .当当 =90时时,F洛洛=qvB,此时此时,电荷遭到的洛伦兹力最大电荷遭到的洛伦兹力最大;当当 =0或或180时时,F洛洛=0,即电荷在磁场中平行于磁场方向运动时即电荷在磁场中平行于磁场方向运动时,电荷不受洛电荷不受洛伦兹力作用伦兹力作用;当当v=0时时,F洛洛=0,阐明磁场只对阐明磁场只对 的电荷产生力的作用的电荷产生力的作用.做功做功运动运动3方法

4、点拨方法点拨1.带电粒子在电场和重力场中的平衡问题依然满足带电粒子在电场和重力场中的平衡问题依然满足 条件条件,且电场普通且电场普通为匀强电场为匀强电场.2.假设带电粒子在重力场、电场和磁场内做直线运动假设带电粒子在重力场、电场和磁场内做直线运动,那么一定那么一定是是 ,由于由于F洛洛v.3.带电粒子在混合场内运动的动力学问题带电粒子在混合场内运动的动力学问题,普通要首先结合粒子的运动形状进普通要首先结合粒子的运动形状进展展 ,采用矢量三角形法或正交分解法结合平衡条件列式求解采用矢量三角形法或正交分解法结合平衡条件列式求解.匀速直线运动匀速直线运动平衡平衡受力分析受力分析4类型一类型一 电场与

5、重力场中的平衡问题电场与重力场中的平衡问题例例1 2021大连模拟如图大连模拟如图1所示所示,倾角为倾角为30的粗糙绝缘斜面固定在程度地面的粗糙绝缘斜面固定在程度地面上上,整个安装处在垂直斜面向上的匀强电场之中整个安装处在垂直斜面向上的匀强电场之中,一质量为一质量为m、电荷量为、电荷量为-q的小的小滑块恰能沿斜面匀速下滑滑块恰能沿斜面匀速下滑,知滑块与斜面之间的动摩擦因数为知滑块与斜面之间的动摩擦因数为 ,求该匀强电求该匀强电场场强场场强E的大小的大小.43图图1 5解析解析 受力分析如以下图所示受力分析如以下图所示,由题意得由题意得mgsin -Ff=0FN-mgcos -F=0F=qEFf

6、= FN由得由得mgsin -mgcos +qE=0解之得解之得E=代入数据得代入数据得E=答案答案qmgmgcossinqmg63qmg636拓展探求拓展探求上例中假设电场方向程度向左上例中假设电场方向程度向左,那么该匀强电场的场强那么该匀强电场的场强E的大小为多少的大小为多少?解析解析 电场力电场力F程度向右程度向右,由受力分析知由受力分析知mgsin -Ff-Fcos =0FN=mgcos +Fsin F=qEFf=FN解之得解之得E=E=答案答案)cossin()cos(sinqmgqmg153qmg1537预测预测1 2021上海虹口区如图上海虹口区如图2所示，质量为所示，质量为m的

7、物体带正电的物体带正电Q在斜面上处于静止在斜面上处于静止形状，物体与斜面均在匀强电场内，匀强电场形状，物体与斜面均在匀强电场内，匀强电场E方向方向程度向右程度向右.当斜面的倾角当斜面的倾角 逐渐增逐渐增大大 90，而该带电体仍静，而该带电体仍静止在斜面上时，那么止在斜面上时，那么A.物体抑制电场力做功物体抑制电场力做功B.物体所受静摩擦力的方向能够会改动物体所受静摩擦力的方向能够会改动180C.物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐减小物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐减小D.物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐增大物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐增大解析解析 0 Ff时，线圈将加速度向左动，最终匀速时，线圈将加速度向左动，最终匀速.RERLh2)(kRvLh12)(kRvLh12)(k38设线圈匀速时的速度为设线圈匀速时的速度为v，那么有，那么有=Ff解得解得v=v1-3线圈的加速度最终与磁场的加速度一样，即线圈的加速度最终与磁场的加速