带电粒子在复合场中的运动ppt讲课

1、带电粒子在复合场中的运动ppt讲课第1页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 什么是洛伦兹力？带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？第2页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三知识点拨:复合场1组合场：所谓的组合场，就是先电场，后磁场；或者是先磁场，后电场。2. 叠加场：所谓的叠加场，就是在某一区域同时从在几种场叠加的情况 第3页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三常见运动形式 1微粒将静止或做匀速直线运动，此时带电粒子在复合场中所受的合外力为零时。2微粒将做匀速圆周运动，此时带电粒子在复合场中洛伦兹力提供向心力，其余力的合力为零。3一

2、般的曲线运动，这种情况比较复杂，一般要用能量守恒定律解决问题。第4页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三例题1（18分）如图所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上yh处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x2h处的 P2点进入磁场，并经过y轴上y-2h处的P3点。不计重力。求（l）电场强度的大小。（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。（3）磁感应强度的大小。2004年理综 24yxP1P2P30第5页，共11页，2022年，5月20

3、日，5点5分，星期三yxP1P2P30解 :(1) P1到P2做类平抛运动：vh=1/2 at2 2h=v0t qE=ma解得E= mv022qh(2) vy2=2ah=2qEhm= v02vy=v0 vx=v0=45(3) P2到P3做匀速圆周运动,圆心在P2P3的中点,如图示由qBv=mv2 /r 得r =mv0qB由几何关系 B = mv0qh第6页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 例题2：带电粒子（带正电）q以速度v垂直进入匀强电场，受电场力作用，运动方向将发生偏转，如图所示。若在匀强电场范围内再加一个匀强磁场，使该带电粒子的运动不偏转，求所加匀强磁场的方向和磁感应

4、强度的大小。 第7页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 分析：电荷进入电场，受垂直向下的电场力作用而偏转，若使它不发生偏转，电荷受所加磁场的洛仑兹力方向一定与电场力方向相反，根据左手定则和洛仑兹力方向确定磁场方向：垂直纸面、背向读者，如图所示。 因为 f洛=F电第8页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三 说明：若我们在该装置前后各加一块挡板，让电量相同的不同速度的带电粒子从前边挡板中小孔射入，经过匀强电场和磁场，只有其运动速度刚好满足f洛=F电的粒子运动轨迹不发生偏转，从第二块挡板上小孔中射出。改变匀强电场或匀强磁场的大小，就可以得到不同速度的带电粒子。这个装

5、置就叫做速度选择器 （v=E/B） 问：若将一个能通过某速度选择器的正电荷换成一个电量相等速度不变的负电荷，它还能通过该速度选择器吗？为什么？ 答：能。因为虽然它所受电场力和洛仑兹力方向都与正电荷方向相反，但大小仍然相等，其合力仍然为零，所以能通过。 第9页，共11页，2022年，5月20日，5点5分，星期三例题3、已知质量为m的带电液滴，以速度射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示。求：(1)液滴在此空间受到几个力作用？(2)液滴带电量及电性？(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大？EBvmg解：(1)由于是带电液滴，它必受重力，又处于电磁场中，还应受到电场力及洛仑兹力共3个力。(2)因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，故液滴应带负电。(3)因液滴所受合力为洛仑兹力，所以由Bqv=mv2/R可得：R=mv/qB -由可得：-EqBqvF合=由mg=Eq,求得：q=mg/E -.匀速圆周运动重