带电粒子在复合场中的运动(带答案).doc

专题：带电粒子在复合场中的运动学习目标:1.掌握复合场以及三种力的特点2掌握带电粒子在复合场中的不同运动形式分析思路学习重点、难点： 重点：带电粒子在复合场中运动问题的分析方法。 难点：与带电粒子在复合场中运动问题相关的典型题型的分析一.复合场:复合场指电场、磁场和重力场并存, 或其中某两场并存, 或分区存在的情况；粒子运动过程中，要同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用.力的特点功和能的特点重力 大小G_方向_重力做功和路径无关WG_重力做功改变物体的重力势能，且WG-Ep静电力大小：F_ 方向：正电荷_(或负电荷_)静电力做功与路径无关W电_静电力做功改变物体的电势能，且W电-Ep洛伦兹力大小：f洛_方向：由_定则判断,特点是f洛总垂直于_洛伦兹力不做功二、带电粒子在复合场中运动的解题方法1. 正确地分析带电粒子的受力情况:除重力、弹力、摩擦力外, 要特别注意电场力和磁场力的分析; (注意判断粒子受重力能否忽略: 一般带电物体、小球、微粒、液滴等所受重力都不能忽略；一般的电子、质子等粒子重力忽略不计)2. 正确地分析带电粒子的运动情况: 找出物体的速度、位置及变化特点，分析运动过程如果出现临界状态, 要分析临界条件.3. 恰当地运用动力学方法解决问题:a. 牛顿运动定律与运动学公式(只适用于匀变速直线运动)b. 用能量的观点分析(动能定理或能量守恒定律)三.带电粒子在复合场中基本运动形式(1) 匀速直线运动：带电粒子所受合外力为0，处于静止状态或匀速直线运动状态（2）匀速圆周运动：带电粒子的合外力充当向心力（3）较复杂的曲线运动：带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化，且与速度方向不在一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线。(4)分阶段运动：由于粒子在不同区域受力不同，在不同阶段运动形式不同，需要分阶段分析，注意不同阶段的速度是阶段关联量。四应用实例：1、速度选择器，2、质谱仪，3、回旋加速器，4、磁流体发电机，5、电磁流量计，6、霍尔效应例1.如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板若不计重力下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变(B)A粒子速度的大小B粒子所带的电荷量C电场强度 D磁感应强度练习1、如图所示为电磁流量计的示意图，截面为正方形的非磁性管，其每边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸内的匀强磁场，磁感应强度为B.现测得液体a和b两点间的电势差为U，求管内导电液体的流量Q。(Q=dU/B.)例2.质量为m、带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷；(2)磁感应强度的大小(mg/q,正电 )练习2、光滑绝缘杆与水平面保持角,磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间,一个带正电q,质量为m,可以自由滑动的小环套在杆上,小环下滑过程中对杆的压力为零时,小环的速度为多少? (v=mgsin/(qB) )例3.如图所示，一带电小球在一电场、磁场正交的区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是(BC)A小球一定带正电B小球一定带负电C小球的绕行方向为顺时针D改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动练习3、如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感应强度为B.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的轨道半径R为多少？例4、如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零C点是运动的最低点，以下说法中正确的是 （ ABD ）A液滴一定带负电 B液滴在C点动能最大C液滴还可以沿原路返回A点 D液滴在C点的机械能最小+-abp图10-1练习4、如图10-1所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经过P点进入板间的运动过程中，以下分析正确的是 (ABC )A.其动能将会增大 B其电势能将会增大 C.小球所受洛伦兹力增大 D小球所受的电场力将会增大 巩固练习：1、如图所示，质量为m，带电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是（AB ）A微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用B微粒带负电，微粒在运动中电势能不断增加C匀强电场的电场强度D匀强磁场的磁感应强度2、如图所示，真空中质量为m的带电液滴，以水平速度v进入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的场强为E,匀强磁场的磁感应强度为B，方向为垂直纸面向里，重力加速度为g，若液滴刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，求（1）带电液滴的电性及电量；（2）带电液滴做匀速圆周运动的轨道半径（负电荷，mg/E， Ev/Bg）3、如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，B为磁场的磁感应强度，I为通过霍尔元件的电流，以下说法中正确的是（ABD）A、只增加磁感应强度B的大小，UH将变大B、只增加电流I的大小，UH将变大C、UH与电流I的大小无关D、改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化4.如图所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌上边缘A，最后