帶點(diǎn)粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng).doc

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1、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)一．復(fù)合場：重力場，電場，磁場并存或其中兩個(gè)場并存。二．分析思路：受力分析————運(yùn)動(dòng)分析—————選規(guī)律列式求解（電子，質(zhì)子，a粒子，離子，或外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力時(shí)可忽略重力）三．處理方法：（1）若粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)————平衡條件（2）若粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)————牛頓第二定律，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式動(dòng)能定理，能量守恒（3）若粒子做曲線運(yùn)動(dòng)————運(yùn)動(dòng)的合成與分解動(dòng)能定理，能量守恒（1）在復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)：例題：如圖所示，勻強(qiáng)電場水平向右，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，一質(zhì)量為m、電荷量為q的微

2、粒以速度v與磁場垂直、與電場成45°角射入復(fù)合場中，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。求電場速度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。（2）在復(fù)合場中做變速直線運(yùn)動(dòng)例題1：在相互垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中，有一傾角為，足夠長的光滑絕緣斜面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，勻強(qiáng)電場方向豎直向上，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球靜止在斜面頂端，這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱?，如圖所示。若迅速使電場方向豎直向下時(shí)，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時(shí)間是多少？例題2：例1、如圖所示，套在絕緣棒上的小球，質(zhì)量為0.1g，帶有q=4×10-4C

3、的正電荷，小球在棒上可以自由滑動(dòng)，直棒放在互相垂直且沿水平方向的勻強(qiáng)電場E=10N/C和勻強(qiáng)磁場B=0.5T之中，小球和直棒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2，求小球由靜止沿棒豎例題3：如圖所示，在距地面高為H=15m處，有一不帶電的小球A1以v0=10m/s的初速度水平向右拋出，與此同時(shí)，在A1的正下方有一帶正電滑塊A2也在一個(gè)水平恒力F的作用下、以相同的初速度v0在絕緣水平地面上向右運(yùn)動(dòng)，A1、A2所在空間加有沿水平方向且垂直于紙面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T。已知A2所帶電荷量q=5×10－3

4、C，質(zhì)量m=0.1kg，F(xiàn)=0.27N，A1、A2均可看作質(zhì)點(diǎn)，A1著地時(shí)恰與A2相撞。若運(yùn)動(dòng)中A2的電荷量保持不變，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g取10m/，求：（1）A1從拋出到與A2相撞經(jīng)歷的時(shí)間；（2）A1與A2相撞前瞬間A1的速率；（3）A2與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。（1）曲線運(yùn)動(dòng)：例題1：在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上

5、的N點(diǎn)與x軸正方向成θ＝60°角射入磁場，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，如圖所示。不計(jì)粒子重力，求（1）M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN；（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；（3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t。練習(xí)1：如圖所示，勻強(qiáng)電場區(qū)域和勻強(qiáng)磁場區(qū)域是緊鄰的且寬度相等均為d，電場方向在紙平面內(nèi)，而磁場方向垂直紙面向里，一帶正電粒子從O點(diǎn)以速度v0沿垂直電場方向進(jìn)入電場，在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從A點(diǎn)離開電場進(jìn)入磁場，離開電場時(shí)帶電粒子在電場方向的位移為電場寬度的一半，當(dāng)粒子從C點(diǎn)（A、C兩

6、點(diǎn)圖中未標(biāo)出）穿出磁場時(shí)速度方向與進(jìn)入電場O點(diǎn)時(shí)的速度方向一致，（帶電粒子重力不計(jì)）求：（1）粒子從C點(diǎn)穿出磁場時(shí)的速度v；（2）電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值；（3）粒子在電．磁場中的運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間?！　總=　練習(xí)2：如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy所決定的平面內(nèi)，在平行于y軸的虛線MN右側(cè)、y>0的區(qū)域存在著沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場；在y<0的某區(qū)域存在方向垂直于坐標(biāo)平面的圓形有界勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)。現(xiàn)有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從虛線MN上的P處，以平行于x軸方向的初速度v0射入電場，并恰好從原

7、點(diǎn)O處射出，射出時(shí)速度方向與x軸成60o角，此后粒子先做勻速運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)入磁場。粒子從圓形有界磁場中射出時(shí)，恰好位于y軸上Q(0,-l)處，且射出時(shí)速度方向沿x軸負(fù)方向，不計(jì)帶電粒子的重力。求：(1)P、O兩點(diǎn)間的電勢差。(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(3)圓形有界勻強(qiáng)磁場的最小面積。(結(jié)果用q,m、l、vo表示)例題2：例題2：已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中，液滴在此空間中剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，求：（1）液滴在空間受幾個(gè)力的作用；（2）液滴電性

8、及電荷量（3）液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑多大？練習(xí)：如圖所示，在xOy坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有沿方向的勻強(qiáng)電場，在第四象限內(nèi)有沿+y方向的勻強(qiáng)電場和垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場，且電場強(qiáng)度大小與第一象限相同?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的質(zhì)點(diǎn)，以某一初速度沿方向從坐標(biāo)為的P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，第一次經(jīng)過x軸的點(diǎn)為Q點(diǎn)，Q點(diǎn)的坐標(biāo)為（L，0），經(jīng)過勻速圓周運(yùn)動(dòng)后第二次過x軸的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。若質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的初動(dòng)能為2mgl，求：（1）粒子經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的