《金新学案》安徽省高三物理一轮 第8章 磁场 第三讲精品课件

第三讲带电粒子在复合场中

的运动一、复合场1．复合场是指电场、_____和重力场并存，

或其中某两场并存，或分区域存在．磁场2．三种场的比较力的特点功和能的特点重力场大小：G＝____方向：_________重力做功与路径_____

重力做功改变物体的

__________静电场大小：F＝____方向：a.正电荷受

力方向与场强方向

_____b.负电荷受力方向

与场强方向_____电场力做功与路径

______

W＝_____电场力做功改变

________磁场洛伦兹力F＝_____

方向符合_____定则洛伦兹力不做功，不

改变带电粒子的_____mg竖直向下无关重力势能qE相同相反qvB左手无关qU电势能动能3.带电粒子在复合场中的运动分类(1)静止或匀速直线运动：当带电粒子在复合

场中所受合外力为零时，将处于_____状态

或做____________．(2)匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与

电场力大小_____，方向_____时，带电粒子

在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的

平面内做________运动．(3)当带电体所受合力大小与方向均变化时，

将做非匀变速曲线运动，这类问题一般只能

用_____关系来处理．静止匀速直线运动相等相反匀速圆周能量二、电场磁场分区域应用实例1．电视显像管电视显像管是应用电子束_______

(填“电偏

转”或“磁偏转”)的原理来工作的，使电子

束偏转的_____

(填“电场”或“磁场”)是

由两对偏转线圈产生的．显像管工作时，由

_____发射电子束，利用磁场来使电子束偏

转，实现电视技术中的_____，使整个荧光屏

都在发光．磁偏转磁场阴极扫描2．质谱仪(1)构造：如图所示，由粒子源、_________、

_________和照相底片等构成．加速电场偏转磁场交流相等磁感应强度B半径R无关垂直qE＝qvBdvB非磁性材料电场力洛伦兹力4．霍尔效效应：在在匀强磁磁场中放放置一个个矩形截面的载载流导体体，当_________与电流方方向垂直时，，导体在在与磁场场、电流流方向都都垂直的方向上上出现了了_______，这个现象称称为霍尔效应．所产产生的电势差差称为霍尔电电势差，其原理如下图图所示．磁场方向电势差一、“磁偏转转”和“电偏偏转”的比较较电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以v⊥E进入匀强电场带电粒子以v⊥B进入匀强磁场受力情况只受恒定的电场力只受大小恒定的洛伦兹力运动情况类平抛运动匀速圆周运动做功情况电场力既改变速度方向，也改变速度的大小，对电荷要做功洛伦兹力只改变速度方向，不改变速度的大小，对电荷永不做功物理图象二、带电粒子子在复合场中中常见的运动动形式1．带电粒子在在复合场中所所受的合外力力为零时，粒粒子做匀速直直线运动或静静止．2．当带电粒子子所受的合外外力与运动方方向在一条直直线上时，粒粒子做变速直直线运动．3．当带电粒子子受到的合外外力大小恒定定，方向始终终和速度方向向垂直时，粒粒子将做匀速速圆周运动．．常见的形式式是重力和电电场力的合力力为零，洛伦伦兹力充当向向心力．4．当带电粒子子所受的合外外力的大小、、方向均不断断变化时，粒粒子将做变加加速运动，此此时一般只能能用能量观点点分析问题．．三、带电粒子子在复合场中中运动的分析析方法和思路路1．弄清楚复合合场的组成．．一般是由磁磁场和电场复复合，磁场重重力场的复合合，磁场、重重力场、电场场的复合，电电场和磁场分分区域存在．．2．正确进行受受力分析．除除重力、弹力力、摩擦力外外要特别关注注电场力和磁磁场力的分析析．3．确定带电粒粒子的运动状状态．注意运运动情况和受受力情况的结结合进行分析析．4．对于粒子连连续经过几个个不同场的情情况，要分段段进行分析、、处理．5．画出粒子的的运动轨迹，，灵活选择不不同的运动规规律．(1)当带电粒子在在复合场中做做匀速直线运运动时，根据据受力平衡的的方程求解．．(2)当带电粒子在在复合场中做做匀速圆周运运动时，应用用牛顿运动定定律结合圆周周运动进行求求解．(3)当带电粒子做做复杂的曲线线运动时，一一般用功能关关系进行求解解．答案：DA．若离子束是是同位素，则则x越大，离子进进入磁场时速速度越大B．若离子束是是同位素，则则x越大，离子质质量越小C．只要x相同，则离子子质量一定不不相同D．只要x相同，则离子子的比荷一定定相同A．小球受到的的洛伦兹力大大小不变，方方向也不变B．小球受到的的洛伦兹力将将不断增大C．小球的加速速度先减小后后增大D．小球的电势势能一直减小小答案：C答案：D答案：C答案：A带电粒子在分分离的匀强电电场、匀强磁磁场中的运动动解决带电粒子子在分离复合合场运动问题题的思路方法法带电粒子在叠叠加复合场中中的运动带电粒子(体)在复合场中的的运动问题求求解要点(1)受力分析是基基础．在受力力分析时是否否考虑重力必必须注意题目目条件．(2)运动过程分析析是关键．在在运动过程分分析中应注意意物体做直线线运动，曲线线运动及圆周周运动、类平平抛运动的条条件．(3)根据不同的运运动过程及物物理模型选择择合适的物理理规律列方程程求解．(1)粒子第一次经经过电场的过过程中电场力力所做的功W1.(2)粒子第n次经过电场时时电场强度的的大小En.(3)粒子第n次经过电场所所用的时间tn.(4)假设粒子在磁磁场中运动时时，电场区域域场强为零．．请画出从粒粒子第一次射射入磁场至第第三次离开电电场的过程中中，电场强度度随时间变化化的关系图线线(不要求写出推推导过程，不不要求标明坐坐标刻度值)．1.如右图所示，，ABC为竖直平面内内的光滑绝缘缘轨道，其中中AB为倾斜直轨道道，BC为与AB相切的圆形轨轨道，并且圆圆形轨道处在在匀强磁场中中，磁场方向向垂直纸面向向里．质量相相同的甲、乙乙、丙三个小小球中，甲球球带正电、乙乙球带负电、、丙球不带电电．现将三个个小球在轨道道AB上分别从不同同高度处由静静止释放，都都恰好通过圆圆形轨道的最最高点，则()A．经过最高点点时，三个小小球的速度相相等B．经过最高点点时，甲球的的速度最小C．甲球的释放放位置比乙球球的低D．运动过程中中三个小球的的机械能均保保持不变答案：DA．小球通过b点时的速度小小于2m/sB．小球在ab段克服摩擦力力做的功与在在bc段克服摩擦力力做的功相等等C．小球的电势势能一定增加加D．小球从b到c重力与电场力力做的功可能能等于克服阻阻力做的功解析：无论小球带正正电还是负电电，速度增大大，摩擦力逐逐渐增大，加加速度减小，，都是做加速速度逐渐减小小的加速运动动，最终受力力平衡匀速运运动，可知A、B、C错答案：DA．质谱仪是分分析同位素的的重要工具B．速度选择器器中的磁场方方向垂直纸面面向里C．能通过狭缝缝P的带电粒子的的速率大于E/BD．粒子打在胶胶片上的位置置越靠近狭缝缝P，粒子的荷荷质比越小小答案：A当物块从场场区飞出后后恰好落到到出发点．．设运动过过程中物块块带电荷量量保持不变变，重力加加速度为g.求：(1)物块刚进入入场区时的的速度和刚刚离开场区区时距水平平面的高度度h；(2)物块开始运运动时的速速度．21．带电粒子在在交变电磁磁场中的运运动带电粒子在在变化的电电磁场中常常见的运动动情境有三三种：1．带电粒子子做定向运运动；2．带电粒子子以某位置置为中心做做往复运动动；3．带电粒子子做偏转运运动．对于于粒子连续续通过几个个不同情况况的场的问问题，要分分阶段处理理，并做好好运动分析析和受力分分析．(1)求粒粒子子在在0～t0时间间内内的的位位移移大大小小与与极极板板间间距距h的比比值值；；(2)求粒粒子子在在极极板板间间做做圆圆周周运运动动的的最最大大半半径径(用h表示示)；(3)若板板间间电电场场强强度度E随时时间间的的变变化化仍仍如如图图乙乙所所示示，，磁磁场场的的变变化化改改