復(fù)合場中的曲線運動.doc

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1、電場和磁場中的曲線運動1．帶電粒子在電場中受到電場力，如果電場力的方向與速度方向不共線，將會做曲線運動；如果帶電粒子垂直進(jìn)入勻強電場，將會做類平拋運動，由于加速度恒定且與速度方向不共線，因此是勻變速曲線運動．2．研究帶電粒子在勻強電場中的類平拋運動的方法與平拋運動相同，可分解為垂直電場方向的勻速直線運動和沿電場方向的勻加速直線運動；若場強為E，其加速度的大小可以表示為a＝.3．帶電粒子垂直進(jìn)入勻強磁場時將做勻速圓周運動，向心力由洛倫茲力提供，洛倫茲力始終垂直于運動方向，它不做功．其半徑R＝，周期T＝.1．帶電粒子在電場和磁場的組合場中運動時，一般是類平拋運動和勻速圓周運動的

2、組合，可以先分別研究這兩種運動，而類平拋運動的末速度往往是勻速圓周運動的線速度，分析運動過程中轉(zhuǎn)折點的速度是解決此類問題的關(guān)鍵．2．本部分內(nèi)容通常應(yīng)用運動的合成與分解的方法、功能關(guān)系和圓周運動的知識解決問題.題型1　帶電粒子在電場中的曲線運動問題例1　如圖1所示，虛線a、b、c代表電場中的三條電場線，實線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、R、Q是這條軌跡上的三點，由此可知(　　)圖1A．帶電粒子在R點時的速度大于在Q點時的速度B．帶電粒子在P點時的電勢能比在Q點時的電勢能大C．帶電粒子在R點時的動能與電勢能之和比在Q點時的小，比在P點時的大D．帶電

3、粒子在R點時的加速度小于在Q點時的加速度審題突破　帶電粒子在R點時受到的電場力的方向如何？R、Q兩點的場強的大小關(guān)系是什么？解析　根據(jù)牛頓第二定律可得ma＝qE，又根據(jù)電場線的疏密程度可以得出Q、R兩點處的電場強度的大小關(guān)系為ER>EQ，則帶電粒子在R、Q兩點處的加速度的大小關(guān)系為aR>aQ，故D錯誤；由于帶電粒子在運動過程中只受電場力作用，只有動能與電勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，則帶電粒子的動能與電勢能之和不變，故C錯誤；根據(jù)物體做曲線運動的軌跡與速度、合外力的關(guān)系可知，帶電粒子在R點處所受電場力的方向為沿電場線向右，又由于該粒子帶負(fù)電，則R點處電場的方向應(yīng)該向左，根據(jù)等勢面與電

4、場線的關(guān)系可得R、Q兩點處電勢的關(guān)系為φR>φQ，根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep＝qφ及帶電粒子的電性可得R、Q兩點處電勢能的關(guān)系為EpREkQ，根據(jù)動能的定義式Ek＝mv2可得R、Q兩點處速度大小的關(guān)系為vR>vQ，故A正確；P、Q兩點處電勢的關(guān)系為φP>φQ，根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep＝qφ及帶電粒子的電性可得P、Q兩點處電勢能的關(guān)系為EpP

5、行板電容器AB兩極板水平放置，A在上方，B在下方，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A和電源正極相連，二極管具有單向?qū)щ娦?，一帶電小球沿AB中心水平射入，打在B極板上的N點，小球的重力不能忽略，現(xiàn)通過上下移動A板來改變兩極板AB間距(兩極板仍平行)，則下列說法正確的是(　　)圖2A．若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時，小球打在N的右側(cè)B．若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時，小球打在N的左側(cè)C．若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距減小時，小球可能打在N的右側(cè)D．若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距增大時，小球可能打在N的左側(cè)答案　BC解析　若小球帶正電，當(dāng)AB間距增大時，由于二極管的單向?qū)щ娦?，平行板電容?/p>

6、帶電量不變，AB兩極板之間電場強度不變，小球所受向下的電場力不變，向下的加速度不變，小球仍打在N點，選項A錯誤；若小球帶正電，當(dāng)AB間距減小時，平行板電容器帶電量增大，平行板電容器AB兩極板之間電場強度增大，小球所受向下的電場力增大，向下的加速度增大，小球打在N的左側(cè)，選項B正確；若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距減小時，平行板電容器帶電量增大，平行板電容器AB兩極板之間電場強度增大，小球所受向上的電場力增大，向下的加速度減小，小球可能打在N的右側(cè)，選項C正確；若小球帶負(fù)電，當(dāng)AB間距增大時，由于二極管的單向?qū)щ娦?，平行板電容器帶電量不變，AB兩極板之間電場強度不變，小球所受向上的電

7、場力不變，小球仍打在N點，選項D錯誤．題型2　帶電體在電場中的曲線運動問題例2　如圖3所示，粗糙水平桌面AM的右側(cè)連接有一豎直放置、半徑R＝0.3m的光滑半圓軌道MNP，桌面與軌道相切于M點．在水平半徑ON的下方空間有水平向右的勻強電場．現(xiàn)從A點由靜止釋放一個質(zhì)量m＝0.4kg、電荷量為q的帶正電的絕緣物塊，物塊沿桌面運動并由M點進(jìn)入半圓軌道，并恰好以最小速度通過軌道的最高點P.已知物塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.55，電場強度E＝，取g＝10m/s2，則(　　)圖3A．物塊經(jīng)過M點時的速率為m/sB．物塊經(jīng)過半