帶電粒子運(yùn)動(dòng)分析

--組合場(chǎng)與復(fù)合場(chǎng)01帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（一）先電場(chǎng)后磁場(chǎng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程分析：電場(chǎng)中：__________________________磁場(chǎng)中：__________________________運(yùn)動(dòng)過程分析：電場(chǎng)中：__________________________磁場(chǎng)中：__________________________類平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的組合（二）先磁場(chǎng)后電場(chǎng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程分析：磁場(chǎng)中：___________________電場(chǎng)中：___________________運(yùn)動(dòng)過程分析：磁場(chǎng)中：______________________電場(chǎng)中：______________________勻速圓周運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)(4)帶電粒子先在磁場(chǎng)Ⅰ中做圓周運(yùn)動(dòng)，然后垂直進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示?！敬鸢浮浚?）（2）考向2磁場(chǎng)進(jìn)電場(chǎng)(1)粒子的比荷；(2)粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度的大小及方向；(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。考向3多次進(jìn)出電場(chǎng)和磁場(chǎng)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)02帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、處理帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題時(shí),要做到“三個(gè)分析”(1)正確分析受力情況,重點(diǎn)明確重力是否不計(jì)和洛倫茲力的方向。(2)正確分析運(yùn)動(dòng)情況,常見的運(yùn)動(dòng)形式有:勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、一般變速曲線運(yùn)動(dòng)等。(3)正確分析做功情況,主要分析電場(chǎng)力和重力做的功,洛倫茲力一定不做功。帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的分析方法疊加場(chǎng)的組成受力分析運(yùn)動(dòng)分析分段分析畫出軌跡選擇規(guī)律弄清電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)疊加情況先場(chǎng)力、再?gòu)椓Α⒑竽Σ亮ψ⒁膺\(yùn)動(dòng)情況和受力情況的結(jié)合粒子通過不同種類的場(chǎng)時(shí)，分段討論勻速直線運(yùn)動(dòng)→平衡條件勻速圓周運(yùn)動(dòng)→牛頓運(yùn)動(dòng)定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)→動(dòng)能定理或能量守恒定律2.帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)嗎？若v∥B，則要求重力和電場(chǎng)力平衡若v、B不平行，則重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力必然平衡若v∥B，則要求重力和電場(chǎng)力的合力與速度平行若v、B不平行，不能，即受洛倫茲力的直線運(yùn)動(dòng)，必然是勻速直線運(yùn)動(dòng)1.帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)嗎？例1、

(多選)如圖所示為一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q

的圓環(huán),可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng),細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)空氣阻力,現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0,在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖像可能是圖中的

()

AD有軌道約束的疊加場(chǎng)問題例2、如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒以速度v與磁場(chǎng)垂直、與電場(chǎng)成θ角射入復(fù)合場(chǎng)中，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g。（1）請(qǐng)判斷微粒的帶電性質(zhì)（2）求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小正電荷考向1桿約束例3、(多選)如圖所示,質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的帶電圓環(huán)套在足夠長(zhǎng)的絕緣桿上,桿與環(huán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,桿處于正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,桿與水平電場(chǎng)的夾角為θ,若環(huán)能從靜止開始下滑,則以下說法正確的是(

)A.環(huán)在下滑過程中,加速度不斷減小,最后為零B.環(huán)在下滑過程中,加速度先增大后減小,最后為零C.環(huán)在下滑過程中,速度不斷增大,最后勻速D.環(huán)在下滑過程中,速度先增大后減小,最后為零BC考向2斜面約束例4、如圖所示,帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的物塊從傾角為θ=37°的光滑絕緣斜面頂端由靜止開始下滑,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外,求物塊在斜面上滑行的最大速度和在斜面上運(yùn)動(dòng)的最大位移。(斜面足夠長(zhǎng),取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

ADF例5：如圖所示，空間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的復(fù)合場(chǎng)．有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電小球，以一定的初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，則帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中可能沿直線運(yùn)動(dòng)的是(

）無軌道約束的疊加場(chǎng)問題A．小球能夠到達(dá)一樣的高度B．小球到達(dá)最低點(diǎn)的時(shí)間相同C．小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)所受合外力大小完全相同D．小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，重力做功相同答案：D例6：如圖所示，半圓形粗糙絕緣軌道固定在豎直平面內(nèi)，O為其圓心，兩個(gè)端點(diǎn)M、N與O等高，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直．現(xiàn)將同一個(gè)帶負(fù)電的小球分兩次從M點(diǎn)和N點(diǎn)由靜止釋放，下列說法中正確的是(

)練習(xí)．(多選)設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖8所示。已知一離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略重力，以下說法正確的是(

)A．離子必帶正電荷B．A和B位于同一高度C．離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大D．離子到達(dá)B點(diǎn)后，將沿原曲線返回A點(diǎn)ABC例5、如圖所示，空間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m的帶電液滴在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(

)A.液滴在運(yùn)動(dòng)過程中的速率不變B.液滴所帶電荷一定為負(fù)電荷，電荷量大小為mg/EC.液滴一定沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)D.液滴可以沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，也可以沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)答案：ABC規(guī)律：帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)疊加場(chǎng)中能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必然是電場(chǎng)力和重力平衡，而洛倫茲力充當(dāng)向心力例6：如圖所示，寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)(邊界為L(zhǎng)1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)(如圖乙所示)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上．t＝0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)．Q為線段N