帶電粒子在復(fù)合場場中的運動ppt課件

1、帶電粒子帶電粒子在復(fù)合場中的運動在復(fù)合場中的運動一、復(fù)合場一、復(fù)合場1.組合場與復(fù)合場組合場與復(fù)合場 1組合場：電場、磁場等各位于不同組合場：電場、磁場等各位于不同的區(qū)域內(nèi)，或幾種場在同一區(qū)域交替出現(xiàn)。的區(qū)域內(nèi)，或幾種場在同一區(qū)域交替出現(xiàn)。 2復(fù)合場：電場、磁場、重力場在贊復(fù)合場：電場、磁場、重力場在贊同區(qū)域共存，或某兩種場共存。同區(qū)域共存，或某兩種場共存?；叵耄簬щ娏Ｗ釉趶?fù)合場中運動的應(yīng)回想：帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng) 用實例用實例回想：帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)回想：帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng) 用實例用實例回想：帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)回想：帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng) 用實例用實例回想：

2、帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng)回想：帶電粒子在復(fù)合場中運動的應(yīng) 用實例用實例小結(jié)：小結(jié)：思索與討論：思索與討論：一區(qū)域有電場、磁場、重力場一區(qū)域有電場、磁場、重力場共存，其間一帶電粒子思索共存，其間一帶電粒子思索重力能做勻加速直線運動嗎重力能做勻加速直線運動嗎?例例1.1.如下圖如下圖, , 在程度地面上方有一范圍足夠大的相互正交的勻強電場和在程度地面上方有一范圍足夠大的相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域勻強磁場區(qū)域. .磁場的磁感應(yīng)強度為磁場的磁感應(yīng)強度為B,B,方向垂直紙面向里方向垂直紙面向里. .一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m、帶電荷量為帶電荷量為q q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面的帶正電微粒在此

3、區(qū)域內(nèi)沿豎直平面( (垂直于磁場方向的平垂直于磁場方向的平面面) )做速度大小為做速度大小為v v的勻速圓周運動的勻速圓周運動, ,重力加速度為重力加速度為g.g.(1)(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向. .(2)(2)假設(shè)某時辰微粒在場中運動到假設(shè)某時辰微粒在場中運動到P P點時點時, ,速度與程度方向的速度與程度方向的夾角為夾角為6060, ,且知且知P P點與程度地面間的間隔等于其做圓周點與程度地面間的間隔等于其做圓周運動的半徑運動的半徑. .求該微粒運動到最高點時與程度地面間的間隔求該微粒運動到最高點時與程度地面間的間隔. .(3)(3)當(dāng)帶電微粒運動

4、至最高點時當(dāng)帶電微粒運動至最高點時, ,將電場強度的大小變?yōu)樵瓉韺㈦妶鰪姸鹊拇笮∽優(yōu)樵瓉淼牡?/2(1/2(方向不變方向不變, ,且不計電場變化對原磁場的影響且不計電場變化對原磁場的影響),),且?guī)щ娗規(guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛嫖⒘Ｄ苈渲恋孛? ,求帶電微粒落至地面時的速度大小求帶電微粒落至地面時的速度大小. .(1)由于帶電微粒可以在電場、磁場和重力場共存的區(qū)域內(nèi)沿豎由于帶電微?？梢栽陔妶?、磁場和重力場共存的區(qū)域內(nèi)沿豎 直平直平面做勻速圓周運動面做勻速圓周運動,闡明帶電微粒所受的電場力和重力大小相等、方向闡明帶電微粒所受的電場力和重力大小相等、方向相反相反,因此電場強度的方向豎直向上因此電場強度的方

5、向豎直向上. 設(shè)電場強度為設(shè)電場強度為E,那么有那么有mg=qE 即即E=mg/q. (2)(2)設(shè)帶電微粒做勻速圓周運動的軌道半徑為設(shè)帶電微粒做勻速圓周運動的軌道半徑為R,R,有有 解得解得 由幾何關(guān)系可知由幾何關(guān)系可知, ,該微粒運動至該微粒運動至最高點時與程度地面間的間隔最高點時與程度地面間的間隔2mvqvB,RmvR.qBm55mvhR.22qB22mm111mghF hmvmv22電215mgvvv2qB(3)設(shè)帶電微粒落地時的速度大小為設(shè)帶電微粒落地時的速度大小為v1,根據(jù)動能定理有根據(jù)動能定理有【解析】【解析】例例2.如下圖，勻強電場場強如下圖，勻強電場場強E=4 V/m，方向程

6、度向左。，方向程度向左。勻強磁場的磁感應(yīng)強度勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2 T，方向垂直紙面向里。，方向垂直紙面向里。質(zhì)量質(zhì)量m=1 kg的帶正電小物體的帶正電小物體A，從，從M點沿絕緣粗糙的點沿絕緣粗糙的豎直墻壁無初速度下滑，它滑行豎直墻壁無初速度下滑，它滑行h=0.8 m到到N點時脫點時脫離墻壁做曲線運動，在經(jīng)過離墻壁做曲線運動，在經(jīng)過P點瞬時點瞬時A受力平衡，此受力平衡，此時其速度與程度方向成時其速度與程度方向成45角，且角，且P點與點與M點的高度差點的高度差為為H=1.6 m，g取取10 m/s2.試求：試求：1A沿墻壁下滑時，抑制摩擦力沿墻壁下滑時，抑制摩擦力做的功做的功Wf是多少？是多

7、少？2P點與點與M點的程度間隔點的程度間隔s是多少？是多少？【解析】【解析】1 1小物體小物體A A在在N N點有點有 FN=0FN=0，qvNB=qEqvNB=qE，vN=E/BvN=E/B 對小物體對小物體A A從從M M到到N N的運動運用動能定理得的運動運用動能定理得2fN2fN1mghWmv021Wmghmv6 J22根據(jù)小物體根據(jù)小物體A經(jīng)過經(jīng)過P點的瞬時受力分析，點的瞬時受力分析，對小物體對小物體A從從N到到P的運動運用動能定理得的運動運用動能定理得 故故s=0.6 mPPmg45qEmg,q2.5 CEmgmgcos,v2 2 m/sqv BqBcos ，22PN11mg Hh

8、qEsmvmv22 可用能量守恒或動能定理求解可用能量守恒或動能定理求解1.1.有一個帶電量為有一個帶電量為+q+q、重為、重為G G的小球的小球, ,從兩豎直的帶電平行板從兩豎直的帶電平行板上方上方h h處自在落下處自在落下, ,兩極板間另有勻強磁場兩極板間另有勻強磁場, ,磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B,B,方向如下圖方向如下圖, ,那么帶電小球經(jīng)過有電場和磁場的空間時那么帶電小球經(jīng)過有電場和磁場的空間時, ,以下以下說法正確的選項是說法正確的選項是( )( )A.A.一定做曲線運動一定做曲線運動B.B.不能夠做曲線運動不能夠做曲線運動C.C.有能夠做勻加速運動有能夠做勻加速運動D.D.有能夠

9、做勻速運動有能夠做勻速運動練習(xí)：練習(xí)：【解析】選【解析】選A.A.由于小球的速度變化時由于小球的速度變化時, ,重力和電場力不變，洛倫茲力會變重力和電場力不變，洛倫茲力會變化化, ,而洛倫茲力的方向與運動方向垂直，將改動小球的運動而洛倫茲力的方向與運動方向垂直，將改動小球的運動方向，小球不能夠做勻速或勻加速運動方向，小球不能夠做勻速或勻加速運動,A,A正確正確,B,B、C C、D D錯錯. .2.2.20212021泉州模擬一重力不計的帶電粒子以初速度泉州模擬一重力不計的帶電粒子以初速度v0v0v0E/Bv0W2W1W2C.C.一定是一定是W1W2W1W2W1W2，也能夠是，也能夠是W1W2W

10、1W2【解析】選【解析】選B.B.由由v0E/Bv0E/B知知qv0BqE.qv0BW2W1W2，B B正確正確. .3.3.在如下圖的勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)在如下圖的勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)( (不計重力不計重力),),電子能夠沿程度方向向右做直線運動的是電子能夠沿程度方向向右做直線運動的是( )( )【解析】選【解析】選C.C.假設(shè)電子程度向右運動假設(shè)電子程度向右運動, ,在在A A圖中電場力程度向左圖中電場力程度向左, ,洛倫茲力洛倫茲力豎直向下豎直向下, ,故不能夠故不能夠; ;在在B B圖中圖中, ,電場力程度向左電場力程度向左, ,洛倫茲力豎洛倫茲力豎直向上直向上,

11、,故電子不能夠程度向右做直線運動故電子不能夠程度向右做直線運動; ;在在C C圖中電場力圖中電場力豎直向上豎直向上, ,洛倫茲力豎直向下洛倫茲力豎直向下, ,當(dāng)二者大小相等時當(dāng)二者大小相等時, ,電子向右電子向右做勻速直線運動做勻速直線運動; ;在在D D圖中電場力豎直向上圖中電場力豎直向上, ,洛倫茲力豎直向洛倫茲力豎直向上上, ,故電子不能夠做程度向右的直線運動故電子不能夠做程度向右的直線運動, ,因此只需選項因此只需選項C C正正確確. .4.4.如下圖如下圖, ,空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場勻強磁場. .一帶電粒子在電場力

12、和洛倫茲力共同作用下一帶電粒子在電場力和洛倫茲力共同作用下, ,從靜從靜止開場自止開場自A A點沿曲線點沿曲線ACBACB運動運動, ,到達到達B B點時速度為零點時速度為零,C,C為運動的為運動的最低點最低點, ,不計重力不計重力, ,那么那么( )( )A.A.該粒子必帶負電荷該粒子必帶負電荷B.AB.A、B B兩點位于同一高度兩點位于同一高度C.C.粒子到達粒子到達C C點時的速度最小點時的速度最小D.D.粒子到達粒子到達B B點后點后, ,將沿原曲線前往將沿原曲線前往A A點點【解析】選【解析】選B.B.在不計重力情況下在不計重力情況下, ,粒子從粒子從A A點由靜止開場向下運動點由靜

13、止開場向下運動, ,闡明粒闡明粒子受向下的電場力子受向下的電場力, ,帶正電帶正電, ,選項選項A A錯誤錯誤. .整個過程中只需電場整個過程中只需電場力做功力做功, ,而而A A、B B兩點粒子速度都為零兩點粒子速度都為零, ,所以所以A A、B B在同一等勢面在同一等勢面上上, ,選項選項B B正確正確. .運動到運動到C C點時粒子在電場力方向上發(fā)生的位移點時粒子在電場力方向上發(fā)生的位移最大最大, ,電場力做功最多電場力做功最多, ,粒子速度最大粒子速度最大, ,選項選項C C錯誤錯誤. .粒子從粒子從B B點點向下運動時受向右的洛倫茲力向下運動時受向右的洛倫茲力, ,將向右偏將向右偏,

14、 ,應(yīng)選項應(yīng)選項D D錯錯. .總結(jié)：帶電粒子在復(fù)合場中運動的分類總結(jié)：帶電粒子在復(fù)合場中運動的分類1.磁場力、重力并存磁場力、重力并存 假設(shè)重力和洛倫茲力平衡，那么帶電體做勻速直線運假設(shè)重力和洛倫茲力平衡，那么帶電體做勻速直線運動動. 假設(shè)重力和洛倫茲力不平衡，那么帶電體將做復(fù)雜的假設(shè)重力和洛倫茲力不平衡，那么帶電體將做復(fù)雜的曲線運動，因曲線運動，因F洛洛 不做功，故機械能守恒，由此可求解問不做功，故機械能守恒，由此可求解問題題.2.電場力、磁場力并存不計重力的微觀粒子電場力、磁場力并存不計重力的微觀粒子 假設(shè)電場力和洛倫茲力平衡，那么帶電體做勻速直線假設(shè)電場力和洛倫茲力平衡，那么帶電體做勻速直線運動運動. 假設(shè)電場力和洛倫茲力不平衡，那么帶電體做復(fù)雜的假設(shè)電場力和洛倫茲力不平衡，那么帶電體做復(fù)雜的曲線運動，因曲線運動，因F洛不做功，可用動能定理求解問題洛不做功，可用動能定理求解問題. 3.電場力、磁場力、重力并存不僅僅是三場并存電場力、磁場力、重力并存不僅僅是三場并存 假設(shè)三力平衡，一定做勻速直