专题探究磁场部分专题探究示例.ppt

1、课题：磁场部分专题探究,带电粒子在复合场中的运动,福建省三明市第二中学 吴文胜,指导教师：施生晶 吴健,指导教师：福建省三明市第二中学 施生晶 吴健,1、基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有特别说明外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）,2、带电小物体：如液滳，油滳、尖埃、小球等，除有明确说明外，一般都考虑重力。,带电粒子的重力问题,一、什么是复合场？,复合场是指在同一空间区域有多种场并存叠加，如常见的有重力场,电场,磁场中的两种场或三种场.,二、复合场的分类,类型一 重力场和电场复合,类型二 电场和磁场复合 （不计重力的“微观”粒子）,类型三 重力场和磁场复合,类型四 重力场、电场、磁

2、场复合,常见运动类型,1.直线运动：,匀速直线运动 匀变速直线运动 2.曲线运动：,类平抛运动 匀速圆周运动 复杂曲线运动,例1、 竖直平面内存在水平向右的匀强电场，质量为m，电量为q的带正电小球，在A点给其竖直向上的速度v，一段时间后小球运动到B点，速率仍为v，但方向变为水平向右，不计空气阻力，重力加速度为g,求 （1）匀强电场场强E的大小； （2）小球从A到B过程中的最小速度。,类型一 重力场和电场复合,答案：（1） （2）,（1）求出重力与电场力的合力，将这个 合力视为“等效重力” （2）将物体在重力场中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解,小结：采用“等效法”求解,类型二 电场和磁场复

3、合 （不计重力的“微观”粒子）,带电粒子做匀速直线运动； 典型应用：速度选择器,（2）若电场力和洛仑兹力不平衡,带电粒子将做复杂的曲线运动，因洛仑兹力不做功，故可用动能定理分析。,（1）若电场力和洛仑兹力平衡,例2、如图所示，一质量为m，带电量为q的带正电粒子，一初速度v0垂直进入正交的匀强电场E和匀强磁场B中，从P点离开该区域，此时侧向位移为s，则（重力不计）： A.粒子的加速度为 B.粒子在P点的速率为 C.粒子在P点的动能为 D.粒子在P点受到的磁场力可能比电场力大,答案：BD,类型三 重力场和磁场复合,（1） 若重力和洛仑兹力平衡，则带电粒子 做匀速直线运动； （2）若重力和洛仑兹力不

4、平衡，则带电粒子 将做复杂曲线运动，因洛仑兹力不做功， 故机械能守恒。,例3、在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O静止释放，小球的运动曲线如图所示。已知此曲线在最低点的“半径”为该点到轴距离的2倍，重力加速度为g。求： （1）Q点和O点处于同一高度，小球运动到Q点时速度 为多少？ （2）小球运动到Q点后会沿原 轨道返回到O点吗？ （3）小球运动到任意位置 的速率 （4）小球在运动过程中第一次 下降的最大距离 。,Q,解：（3）小球从O到P的过程中：,求得：,在最低点：,且,求得：,（4）小球从O运动到最低点的过程中：,（1）若三力平衡，一定做匀速直线运动 （2）若电场力与

5、重力平衡，一定做匀速圆周 运动 （3）若合力不为零且与速度方向不垂直，做 复杂的曲线运动，因洛仑兹力不做功， 可用能量守恒或动能定理进行分析。,类型四 重力场、电场、磁场复合,例4、如图所示，竖直平面内的空间中，有沿水平方向、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在磁场中建立竖直的平面直角坐标系xOy，在x0的区域内有沿x轴负向的匀强电场，电场强度大小为E，在x0的区域内也存在匀强电场（图中未画出）一个带正电的小球（可视为质点）从x轴上的N点竖直向下做匀速圆周运动至P点后进入x0的区域，沿着与水平方向成=30角斜向上做直线运动，通过x轴上的M点,求：(重力加速度为g，不计空气阻力) （1）小球运动速度的大小 （2）在x0的区域内所加的电场强度的大小,（1）油滴沿PM做直线运动，油滴受力如图所示： 在垂直于PM方向上，由平衡条件得： qE=qvBsin， 解得： V= =,（2）由于 ，则： ， 油滴从轴上的N点竖直向下做匀速圆周运动， 洛仑兹力提供向心力，油滴的重力与电场力合力为零，即： 解得：,课堂小结： 带电粒子在复合场中运动