高三物理专题复习七讲义

1、高三物理专题复习七讲义带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动复合场是指部分或全部区域含有重力复合场是指部分或全部区域含有重力mg，电场力，电场力F=qE，洛仑兹力，洛仑兹力 f=qvB三个力中的一个或一个以上三个力中的一个或一个以上的力的力,一般除此以外没有其他力一般除此以外没有其他力.(有其他力的情况是有其他力的情况是指有约束问题指有约束问题)1 1、电场力与洛伦兹力的比较、电场力与洛伦兹力的比较a a、电场中的电荷，不管其运动与否，均始终受到、电场中的电荷，不管其运动与否，均始终受到 作作用；而磁场仅仅对运动着的，且速度方向与磁场方向不用；而磁场仅仅对运动着的，且速度方向与磁场方

2、向不平行的电荷有平行的电荷有 作用。作用。b b、电场力的方向与电场的方向相同或、电场力的方向与电场的方向相同或 ；而洛伦兹；而洛伦兹力的方向始终和磁场方向力的方向始终和磁场方向 ，与速度方向，与速度方向 。 c c、电场力既可以改变电荷运动速度的、电场力既可以改变电荷运动速度的 ，也可以改，也可以改变电荷运动速度的变电荷运动速度的 ；而洛伦兹力只改变电荷运动速；而洛伦兹力只改变电荷运动速度的度的 ，不能改变电荷运动速度的，不能改变电荷运动速度的 。2 2、对重力的处理：对电子、质子、氘核、氚核和、对重力的处理：对电子、质子、氘核、氚核和a a粒粒子等基本的微观粒子，一般可子等基本的微观粒子，

3、一般可 重力，（重力，（2 2）对）对带电液滴、尘埃和小球等宏观粒子，一般要带电液滴、尘埃和小球等宏观粒子，一般要 重重力。力。 3 3、受力和运动的关系：带电粒子在复合场中的运动时，、受力和运动的关系：带电粒子在复合场中的运动时，其受力特点与运动特征具有对应关系，对应关系如下表。其受力特点与运动特征具有对应关系，对应关系如下表。运动轨迹运动轨迹受力特征受力特征运动特征运动特征解题方法解题方法静止静止F=G静止静止共点力平衡共点力平衡直线直线vB vB f=0 G=0 F作用作用匀变速直线匀变速直线匀变速直线公匀变速直线公式式f=F G=0 匀速直线匀速直线匀速直线匀速直线vB vB f=0

4、F合合恒恒匀变速直线匀变速直线匀变速直线匀变速直线F =0f 与与G平衡平衡匀速直线匀速直线匀速直线匀速直线f.F.G三力平衡三力平衡匀速直线匀速直线匀速直线匀速直线圆周圆周f=F向向,F=G匀速圆周匀速圆周匀速圆周运动匀速圆周运动摆线摆线f大小方向都变大小方向都变任意曲线任意曲线能量能量在解决这类问题时，要注意其运动、受力的分析和运动在解决这类问题时，要注意其运动、受力的分析和运动轨迹的判断，明确各力的特点。首先考虑重力是否可以轨迹的判断，明确各力的特点。首先考虑重力是否可以忽略。当重力忽略时，速度方向与磁场方向平行时只考忽略。当重力忽略时，速度方向与磁场方向平行时只考虑电场力；电场力与洛仑

5、兹力平衡时做匀速直线运动虑电场力；电场力与洛仑兹力平衡时做匀速直线运动（其应用就是速度选择器）；（其应用就是速度选择器）； 不平衡时做任意曲线运不平衡时做任意曲线运动，从能量的观点去分析求解。当重力不能忽略时，粒动，从能量的观点去分析求解。当重力不能忽略时，粒子的受力比较复杂。此时应用能量的观点解决问题比较子的受力比较复杂。此时应用能量的观点解决问题比较方便，重力和电场力做功与路径无关，方便，重力和电场力做功与路径无关，洛伦兹力不做功。洛伦兹力不做功。当带电粒子所受合力为零时，将处于当带电粒子所受合力为零时，将处于 ；当带电；当带电粒子所受的洛伦兹力提供向心力，而其余力的合力为粒子所受的洛伦兹

6、力提供向心力，而其余力的合力为零时，将作零时，将作 ；当带电粒子所受合力大小和方向均；当带电粒子所受合力大小和方向均变化时，将处于变化时，将处于 。这三种是最常见的三种运。这三种是最常见的三种运动情况。动情况。例例1、如图所示，空间存在着匀强电场和匀强磁场，、如图所示，空间存在着匀强电场和匀强磁场，一粒子的质量为一粒子的质量为m，带电量为，带电量为q。若粒子恰好静止，电场强度若粒子恰好静止，电场强度E为多少？为多少？若粒子恰好做半径为若粒子恰好做半径为r、速度为、速度为v的匀速圆周运动，的匀速圆周运动，电场强度电场强度E、磁感强度、磁感强度B各为多少？各为多少？EB例例2、质量为、质量为m，带

7、电量为，带电量为q的带电粒子从的带电粒子从A孔以速度孔以速度vo垂直垂直AD进入磁感强度为进入磁感强度为B的匀强磁场中，并恰好从的匀强磁场中，并恰好从C孔垂直于孔垂直于OC射入匀强电场中。电场方向与射入匀强电场中。电场方向与OC平行，平行，OCAD，OD=2OA，不计重力，求（，不计重力，求（1）粒子运动到）粒子运动到D点的时间。（点的时间。（2）粒子到达）粒子到达D点时的动能点时的动能AODCvovo例例3、设空间存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸、设空间存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。带电离子在电场力和洛仑兹力面向里的匀强磁场。带电离子在电场力和洛仑兹力的共同作用下，自静止

8、开始从的共同作用下，自静止开始从A点沿曲线点沿曲线ACB运动，运动，到达到达B点时的速度为点时的速度为0，C是运动的最低点（忽略重是运动的最低点（忽略重力）力）A 此离子必带正电此离子必带正电B A点和点和B点位于同一高度点位于同一高度C 离子在离子在C点时的速度最大点时的速度最大D 离子到达离子到达B点后将沿原路返回点后将沿原路返回+-ACB例例4、水平放置的两平行板，距离为、水平放置的两平行板，距离为d，其间有磁感强，其间有磁感强度为度为B的匀强磁场，一质量为的匀强磁场，一质量为m，带电量为，带电量为q的粒子的粒子以水平速度以水平速度V0射入两板中间，沿直线飞过（不计粒子射入两板中间，沿直

9、线飞过（不计粒子的重力），求电场强度的重力），求电场强度E的大小。现将磁感强度增大的大小。现将磁感强度增大到到B/，粒子将落到极板上。求粒子落到极板上时的速，粒子将落到极板上。求粒子落到极板上时的速度度。-+qAB例例5、如图所示，一对竖直放置的平、如图所示，一对竖直放置的平行金属板长为行金属板长为L，板间距离为，板间距离为d，接在，接在电压为电压为U的电源上，板间有一与电场的电源上，板间有一与电场方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感强度为纸面向里，磁感强度为B，有一质量，有一质量为为m，带电量为，带电量为+q的油滴，从离平的油滴，从离平行板上端行板上

10、端h高处由静止开始自由下落，高处由静止开始自由下落，由两板正中央由两板正中央P点处进入电场和磁场点处进入电场和磁场空间，油滴在空间，油滴在P点所受电场力和磁场点所受电场力和磁场力恰好平衡，最后油滴从一块极板的力恰好平衡，最后油滴从一块极板的边缘边缘D处离开电场和磁场空间。求：处离开电场和磁场空间。求：（1）h（2）油滴在）油滴在D点时的速度大点时的速度大小？小？ (2) 质谱仪质谱仪S1AS2S3ADUB、带电粒子在复合场中运动的应用、带电粒子在复合场中运动的应用(1)速度选择器速度选择器S S3 3S S2 2课本课本P98第三题第三题课本课本P100例题例题(3)磁流体发电机磁流体发电机+

11、-+-R(4)回旋加速器回旋加速器A4A4v4A0v3v1A1A2A3A3A1A2v0v2A5v5A5课本课本P98第四题第四题课本课本P101内容内容例、如图所示，质量例、如图所示，质量m m0.1g0.1g的小物块带有的小物块带有q=5q=51010- -4 4C C的负电荷，放在倾角的负电荷，放在倾角=30=300 0的足够长的光滑绝缘斜的足够长的光滑绝缘斜面上，整个装置放在面上，整个装置放在B B0.5T0.5T的匀强磁场中，磁场方的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，物块由静止从斜面的顶端开始下向垂直纸面向里，物块由静止从斜面的顶端开始下滑，（设斜面足够长，滑，（设斜面足够长，g=10m/sg=10m/s2 2），求：），求：（1 1）物块开始离开斜面时的速度多大？）物块开始离开斜面时的速度多大？（2）物块沿斜面运动的最大距离多大？）物块沿斜面运动的最大距离多大？ 七、带电粒子在有约束时在匀强磁场中的运动七、带电粒子在有约束时在匀强磁场中的运动例、如图所示，静止在负极板附近的带负电的微粒例、如图所示，静止在负极板附近的带负电的微粒m1在在MN间突然加上电场时开始运动，水平匀速地击中间突然加上电场时开始运动，水平匀速地击中速度为零的中性微粒速度为零的中性微粒m2后粘合在一起恰好沿一段圆弧后粘合