《金新學案》安徽省高三物理一輪 第8章 磁場 第三講精品課件

第三講帶電粒子在復合場中

的運動一、復合場1．復合場是指電場、_____和重力場并存，

或其中某兩場并存，或分區(qū)域存在．磁場2．三種場的比較力的特點功和能的特點重力場大?。篏＝____方向：_________重力做功與路徑_____

重力做功改變物體的

__________靜電場大?。篎＝____方向：a.正電荷受

力方向與場強方向

_____b.負電荷受力方向

與場強方向_____電場力做功與路徑

______

W＝_____電場力做功改變

________磁場洛倫茲力F＝_____

方向符合_____定則洛倫茲力不做功，不

改變帶電粒子的_____mg豎直向下無關(guān)重力勢能qE相同相反qvB左手無關(guān)qU電勢能動能3.帶電粒子在復合場中的運動分類(1)靜止或勻速直線運動：當帶電粒子在復合

場中所受合外力為零時，將處于_____狀態(tài)

或做____________．(2)勻速圓周運動：當帶電粒子所受的重力與

電場力大小_____，方向_____時，帶電粒子

在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強磁場的

平面內(nèi)做________運動．(3)當帶電體所受合力大小與方向均變化時，

將做非勻變速曲線運動，這類問題一般只能

用_____關(guān)系來處理．靜止勻速直線運動相等相反勻速圓周能量二、電場磁場分區(qū)域應(yīng)用實例1．電視顯像管電視顯像管是應(yīng)用電子束_______

(填“電偏

轉(zhuǎn)”或“磁偏轉(zhuǎn)”)的原理來工作的，使電子

束偏轉(zhuǎn)的_____

(填“電場”或“磁場”)是

由兩對偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的．顯像管工作時，由

_____發(fā)射電子束，利用磁場來使電子束偏

轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電視技術(shù)中的_____，使整個熒光屏

都在發(fā)光．磁偏轉(zhuǎn)磁場陰極掃描2．質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、_________、

_________和照相底片等構(gòu)成．加速電場偏轉(zhuǎn)磁場交流相等磁感應(yīng)強度B半徑R無關(guān)垂直qE＝qvBdvB非磁性材料電場力洛倫茲力4．霍爾效效應(yīng)：在在勻強磁磁場中放放置一個個矩形截面的載載流導體體，當_________與電流方方向垂直時，，導體在在與磁場場、電流流方向都都垂直的方向上上出現(xiàn)了了_______，這個現(xiàn)象稱稱為霍爾效應(yīng)．所產(chǎn)產(chǎn)生的電勢差差稱為霍爾電電勢差，其原理如下圖圖所示．磁場方向電勢差一、“磁偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)”和“電偏偏轉(zhuǎn)”的比較較電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)條件帶電粒子以v⊥E進入勻強電場帶電粒子以v⊥B進入勻強磁場受力情況只受恒定的電場力只受大小恒定的洛倫茲力運動情況類平拋運動勻速圓周運動做功情況電場力既改變速度方向，也改變速度的大小，對電荷要做功洛倫茲力只改變速度方向，不改變速度的大小，對電荷永不做功物理圖象二、帶電粒子子在復合場中中常見的運動動形式1．帶電粒子在在復合場中所所受的合外力力為零時，粒粒子做勻速直直線運動或靜靜止．2．當帶電粒子子所受的合外外力與運動方方向在一條直直線上時，粒粒子做變速直直線運動．3．當帶電粒子子受到的合外外力大小恒定定，方向始終終和速度方向向垂直時，粒粒子將做勻速速圓周運動．．常見的形式式是重力和電電場力的合力力為零，洛倫倫茲力充當向向心力．4．當帶電粒子子所受的合外外力的大小、、方向均不斷斷變化時，粒粒子將做變加加速運動，此此時一般只能能用能量觀點點分析問題．．三、帶電粒子子在復合場中中運動的分析析方法和思路路1．弄清楚復合合場的組成．．一般是由磁磁場和電場復復合，磁場重重力場的復合合，磁場、重重力場、電場場的復合，電電場和磁場分分區(qū)域存在．．2．正確進行受受力分析．除除重力、彈力力、摩擦力外外要特別關(guān)注注電場力和磁磁場力的分析析．3．確定帶電粒粒子的運動狀狀態(tài)．注意運運動情況和受受力情況的結(jié)結(jié)合進行分析析．4．對于粒子連連續(xù)經(jīng)過幾個個不同場的情情況，要分段段進行分析、、處理．5．畫出粒子的的運動軌跡，，靈活選擇不不同的運動規(guī)規(guī)律．(1)當帶電粒子在在復合場中做做勻速直線運運動時，根據(jù)據(jù)受力平衡的的方程求解．．(2)當帶電粒子在在復合場中做做勻速圓周運運動時，應(yīng)用用牛頓運動定定律結(jié)合圓周周運動進行求求解．(3)當帶電粒子做做復雜的曲線線運動時，一一般用功能關(guān)關(guān)系進行求解解．答案：DA．若離子束是是同位素，則則x越大，離子進進入磁場時速速度越大B．若離子束是是同位素，則則x越大，離子質(zhì)質(zhì)量越小C．只要x相同，則離子子質(zhì)量一定不不相同D．只要x相同，則離子子的比荷一定定相同A．小球受到的的洛倫茲力大大小不變，方方向也不變B．小球受到的的洛倫茲力將將不斷增大C．小球的加速速度先減小后后增大D．小球的電勢勢能一直減小小答案：C答案：D答案：C答案：A帶電粒子在分分離的勻強電電場、勻強磁磁場中的運動動解決帶電粒子子在分離復合合場運動問題題的思路方法法帶電粒子在疊疊加復合場中中的運動帶電粒子(體)在復合場中的的運動問題求求解要點(1)受力分析是基基礎(chǔ)．在受力力分析時是否否考慮重力必必須注意題目目條件．(2)運動過程分析析是關(guān)鍵．在在運動過程分分析中應(yīng)注意意物體做直線線運動，曲線線運動及圓周周運動、類平平拋運動的條條件．(3)根據(jù)不同的運運動過程及物物理模型選擇擇合適的物理理規(guī)律列方程程求解．(1)粒子第一次經(jīng)經(jīng)過電場的過過程中電場力力所做的功W1.(2)粒子第n次經(jīng)過電場時時電場強度的的大小En.(3)粒子第n次經(jīng)過電場所所用的時間tn.(4)假設(shè)粒子在磁磁場中運動時時，電場區(qū)域域場強為零．．請畫出從粒粒子第一次射射入磁場至第第三次離開電電場的過程中中，電場強度度隨時間變化化的關(guān)系圖線線(不要求寫出推推導過程，不不要求標明坐坐標刻度值)．1.如右圖所示，，ABC為豎直平面內(nèi)內(nèi)的光滑絕緣緣軌道，其中中AB為傾斜直軌道道，BC為與AB相切的圓形軌軌道，并且圓圓形軌道處在在勻強磁場中中，磁場方向向垂直紙面向向里．質(zhì)量相相同的甲、乙乙、丙三個小小球中，甲球球帶正電、乙乙球帶負電、、丙球不帶電電．現(xiàn)將三個個小球在軌道道AB上分別從不同同高度處由靜靜止釋放，都都恰好通過圓圓形軌道的最最高點，則()A．經(jīng)過最高點點時，三個小小球的速度相相等B．經(jīng)過最高點點時，甲球的的速度最小C．甲球的釋放放位置比乙球球的低D．運動過程中中三個小球的的機械能均保保持不變答案：DA．小球通過b點時的速度小小于2m/sB．小球在ab段克服摩擦力力做的功與在在bc段克服摩擦力力做的功相等等C．小球的電勢勢能一定增加加D．小球從b到c重力與電場力力做的功可能能等于克服阻阻力做的功解析：無論小球帶正正電還是負電電，速度增大大，摩擦力逐逐漸增大，加加速度減小，，都是做加速速度逐漸減小小的加速運動動，最終受力力平衡勻速運運動，可知A、B、C錯答案：DA．質(zhì)譜儀是分分析同位素的的重要工具B．速度選擇器器中的磁場方方向垂直紙面面向里C．能通過狹縫縫P的帶電粒子的的速率大于E/BD．粒子打在膠膠片上的位置置越靠近狹縫縫P，粒子的荷荷質(zhì)比越小小答案：A當物塊從場場區(qū)飛出后后恰好落到到出發(fā)點．．設(shè)運動過過程中物塊塊帶電荷量量保持不變變，重力加加速度為g.求：(1)物塊剛進入入場區(qū)時的的速度和剛剛離開場區(qū)區(qū)時距水平平面的高度度h；(2)物塊開始運運動時的速速度．21．帶電粒子在在交變電磁磁場中的運運動帶電粒子在在變化的電電磁場中常常見的運動動情境有三三種：1．帶電粒子子做定向運運動；2．帶電粒子子以某位置置為中心做做往復運動動；3．帶電粒子子做偏轉(zhuǎn)運運動．對于于粒子連續(xù)續(xù)通過幾個個不同情況況的場的問問題，要分分階段處理理，并做好好運動分析析和受力分分析．(1)求粒粒子子在在0～t0時間間內(nèi)內(nèi)的的位位移移大大小小與與極極板板間間距距h的比比值值；；(2)求粒粒子子在在極極板板間間做做圓圓周周運運動動的的最最大大半半徑徑(用h表示示)；(3)若板板間間電電場場強強度度E隨時時間間的的變變化化仍仍如如圖圖乙乙所所示示，，磁磁場場的的變變化化改改