學(xué)案2混合場(chǎng)中的物體平衡

1、精選課件1學(xué)案 混合場(chǎng)中的物體平衡知識(shí)回顧知識(shí)回顧1.電場(chǎng)力電場(chǎng)力 （1）電場(chǎng)力的方向）電場(chǎng)力的方向:正電荷受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)正電荷受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向方向 ,負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向 . （2）電場(chǎng)力的大小）電場(chǎng)力的大小:F F=qEqE,若為勻強(qiáng)電場(chǎng)若為勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力電場(chǎng)力則為則為 力力,若為非勻強(qiáng)電場(chǎng)若為非勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力將與電場(chǎng)力將與 有關(guān)有關(guān).2.安培力安培力 （1）方向）方向:用左手定則判定用左手定則判定.F F一定垂直于一定垂直于I I、B B,I I、B B可以互相垂直也可以互相不垂直可以互相垂直也可以互相不垂直,I I、B B中任一

2、量反中任一量反向向,F F .也反向也反向位置位置恒恒一致一致相反相反精選課件2 （2）大小）大小:F F=BILBIL.此式只適用于此式只適用于B B和和I I互相垂直的情況互相垂直的情況,且且L L是導(dǎo)線的是導(dǎo)線的 長(zhǎng)度長(zhǎng)度.當(dāng)導(dǎo)線電流當(dāng)導(dǎo)線電流I I與磁場(chǎng)與磁場(chǎng)B B平行時(shí)平行時(shí),F F最小最小=0.3.洛倫茲力洛倫茲力 （1）洛倫茲力的方向）洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向既與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直洛倫茲力的方向既與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直,又與又與磁場(chǎng)方向垂直磁場(chǎng)方向垂直,所以洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)所以洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向所確定的動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向所確定

3、的 .洛倫茲力的方向總垂直于電荷運(yùn)動(dòng)方向洛倫茲力的方向總垂直于電荷運(yùn)動(dòng)方向,當(dāng)電荷當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí),洛倫茲力的方向也洛倫茲力的方向也 .有效有效平面平面隨之變隨之變化化精選課件3由于洛倫茲力的方向總與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直由于洛倫茲力的方向總與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以洛倫茲力對(duì)電荷永不所以洛倫茲力對(duì)電荷永不 . （2）洛倫茲力的大?。┞鍌惼澚Φ拇笮?F F洛洛=qvBqvBsin .當(dāng)當(dāng) =90時(shí)時(shí),F F洛洛=qvBqvB,此時(shí)此時(shí),電荷受到的洛倫茲力最電荷受到的洛倫茲力最大大;當(dāng)當(dāng) =0或或180時(shí)時(shí),F F洛洛=0,即電荷在磁場(chǎng)中平行于即電荷在磁場(chǎng)中平行于磁場(chǎng)方

4、向運(yùn)動(dòng)時(shí)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),電荷不受洛倫茲力作用電荷不受洛倫茲力作用;當(dāng)當(dāng)v v=0時(shí)時(shí),F F洛洛=0,說明磁場(chǎng)只對(duì)說明磁場(chǎng)只對(duì) 的電荷產(chǎn)生力的電荷產(chǎn)生力的作用的作用.做功做功運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)精選課件4方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥1.帶電粒子在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的平衡問題仍然滿足帶電粒子在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的平衡問題仍然滿足 條件條件,且電場(chǎng)一般為勻強(qiáng)電場(chǎng)且電場(chǎng)一般為勻強(qiáng)電場(chǎng).2.如果帶電粒子在重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)如果帶電粒子在重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng),則一定是則一定是 ,因?yàn)橐驗(yàn)镕 F洛洛v v.3.帶電粒子在混合場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題帶電粒子在混合場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題,一般要首一般要首先結(jié)合粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

5、進(jìn)行先結(jié)合粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行 ,采用矢量三采用矢量三角形法或正交分解法結(jié)合平衡條件列式求解角形法或正交分解法結(jié)合平衡條件列式求解.勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)平衡平衡受力分析受力分析精選課件5類型一類型一 電場(chǎng)與重力場(chǎng)中的平衡問題電場(chǎng)與重力場(chǎng)中的平衡問題例例1 （2009大連模擬）如圖大連模擬）如圖1所示所示,傾角為傾角為30的粗的粗糙絕緣斜面固定在水平地面上糙絕緣斜面固定在水平地面上,整個(gè)裝置處在垂直斜整個(gè)裝置處在垂直斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)之中面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)之中,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為-q q的的小滑塊恰能沿斜面勻速下滑小滑塊恰能沿斜面勻速下滑,已知滑塊與斜面之間的已知滑塊與斜

6、面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為動(dòng)摩擦因數(shù)為 ,求該勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)求該勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E E的大小的大小.43圖圖1 精選課件6解析解析 受力分析如下圖所示受力分析如下圖所示,由題意得由題意得mgmgsin -F Ff=0F FN-mgmgcos -F F=0F F=qEqEF Ff= FN由由得得mgmgsin -（mgmgcos +qEqE）=0解之得解之得E E=代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得E E=答案答案qmgmgcossinqmg63qmg63精選課件7拓展探究拓展探究上例中若電場(chǎng)方向水平向左上例中若電場(chǎng)方向水平向左,則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的的大小為多少大小為多少?解析解析 電場(chǎng)力電場(chǎng)力F F

7、水平向右水平向右,由受力分析知由受力分析知mgmgsin -F Ff-F Fcos =0F FN=mgmgcos +F Fsin F F=qEqEF Ff=F FN解之得解之得E E=E E=答案答案)cossin()cos(sinqmgqmg153qmg153精選課件8預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)1 （2009上海虹口區(qū)）如圖上海虹口區(qū)）如圖2所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m m的物的物體帶正電體帶正電Q Q在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體與斜面均在勻強(qiáng)在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體與斜面均在勻強(qiáng)電場(chǎng)內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)E E方向方向水平向右水平向右.當(dāng)斜面的傾角當(dāng)斜面的傾角 逐漸增逐漸增大（大（ 90），而該帶電體仍

8、靜），而該帶電體仍靜止在斜面上時(shí)，則（止在斜面上時(shí)，則（）A.物體克服電場(chǎng)力做功物體克服電場(chǎng)力做功B.物體所受靜摩擦力的方向可能會(huì)改變物體所受靜摩擦力的方向可能會(huì)改變180C.物體的重力勢(shì)能逐漸增大，電勢(shì)能逐漸減小物體的重力勢(shì)能逐漸增大，電勢(shì)能逐漸減小D.物體的重力勢(shì)能逐漸增大，電勢(shì)能逐漸增大物體的重力勢(shì)能逐漸增大，電勢(shì)能逐漸增大解析解析 0 F Ff時(shí)，線圈將加速度向左動(dòng)，最終勻速時(shí)，線圈將加速度向左動(dòng)，最終勻速.RERLh2)(kRvLh12)(kRvLh12)(k精選課件39設(shè)線圈勻速時(shí)的速度為設(shè)線圈勻速時(shí)的速度為v v，則有，則有=F Ff解得解得v v=v v1-（3）線圈的加速度最終與磁場(chǎng)的加速度相同，即）線圈的加速度最終與磁場(chǎng)的加速度