1、360P169 2、3,360P170 11,專題三 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動,高三物理第一輪復(fù)習(xí)第八部分,應(yīng)用:一.回旋加速器,360P168 例4,二.速度選擇器,一、處理方法,受力分析，運(yùn)動過程分析，運(yùn)用規(guī)律列式解題。,二、注意,1、帶電粒子受電場力FEq，與運(yùn)動情況無關(guān)；只有運(yùn)動的帶電粒子才可能受到洛侖茲力作用。,2、洛侖茲力對粒子不做功，但電場力對粒子可能做功；,3、合外力是變力時，常利用動能定理或能量守恒定律解題,例、質(zhì)量為m，正電量為q的小球串在一根傾角為的絕緣長桿上，如圖。球與桿之間的動摩擦因數(shù)為，整個裝置置于紙面內(nèi)，并處在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中。求小球從靜止起

2、沿桿下滑時的最大加速度和最大速度。（設(shè)桿足夠長）,開始球受摩擦力fmgcos，按題意， mgsin f，故球加速下滑。于是出現(xiàn)了垂直桿子向上的洛侖茲力，它使桿與球之間的正壓力減小，摩擦力f隨著減小，加速度增大。,到處時，洛侖茲力已大到mgcos，因而球與桿間無擠壓，摩擦力消失，此時加速度最大。,隨著速度增大，繼續(xù)變大，球與桿間正壓力轉(zhuǎn)為垂直桿子向下，摩擦力再次出現(xiàn)使加速度減小，但速度仍增大。,到處時，摩擦力大到 f mgsin，小球加速度為零。然后，球向下勻速滑動，球在處有最大收尾速度vm。,據(jù)此，在處，ammgsinmgsin,在處，由fmgsin， 得,（qvmmgcos）mgsin,解得

3、 vmmg（sincos）q,帶電微粒在電場.磁場與重力場的復(fù)合場中的運(yùn)動 (1)三場正交，帶電微粒做勻速運(yùn)動,360P172 例2,帶電微粒在電場.磁場與重力場的復(fù)合場中的運(yùn)動 (2)電場力與重力平衡且與磁場垂直帶電微粒做勻速圓周運(yùn)動,1、如圖所示，一帶電的小球從P點(diǎn)自由下落，P點(diǎn)距場區(qū)邊界MN高為h，邊界MN下方有方向豎直向下、電場場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，同時還有勻強(qiáng)磁場，小球從邊界上的a點(diǎn)進(jìn)入電場與磁場的復(fù)合場后，恰能作勻速圓周運(yùn)動，并從邊界上的b點(diǎn)穿出，已知ab=L，求：（1）該勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B的大小和方向；（2）小球從P經(jīng)a至b時，共需時間為多少？,2、如圖所示，在直角坐標(biāo)系的第一、

4、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，第三象限有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場；第四象限無電場和磁場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v0從y軸上的M點(diǎn)沿x軸負(fù)方向進(jìn)入電場，不計粒子的重力，粒子經(jīng)x軸上的N點(diǎn)和P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)，設(shè)OM=L,ON=2L.求： （1）帶電粒子的電性，電場強(qiáng)度E的大小； （2）帶電粒子到達(dá)N點(diǎn)時的速度大小和方向； （3）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 和方向； （4）粒子從M點(diǎn)進(jìn)入電場，經(jīng)N、 P點(diǎn)最后又回到M點(diǎn)所用的時間。,負(fù)電,3、平行金屬，板長1.4m，兩板相距30cm，兩板間勻強(qiáng)磁場的B為1.310-3T，兩板間所加電壓隨時間變化關(guān)系如33-1圖所示。當(dāng)t=0時，有一

5、個a粒子從左側(cè)兩板中央以v=4103m/s的速度垂直于磁場方向射入，如圖所示。不計a粒子的重力，求：該粒子能否穿過金屬板間區(qū)域?若不能，打在何處?若能，則需多長時間? (已知a粒子電量q=3.210-19C，質(zhì)量m=6.6410-27kg),1.56,解：在t=0到t=110-4秒時間內(nèi)，兩板間加有電壓，a粒子受到電場力和洛侖茲力分別為： F=qu/d=q1.56/0.3=5.2q 方向豎直向下 f=qBv=q1.310-34103=5.2q 方向豎直向上,因F=f，故做勻速直線運(yùn)動，其位移為： S=vt=4103110-4=0.4米,在t=110-4秒到t=210-4秒時間內(nèi)，兩板間無電場，

6、a粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，其軌跡半徑為：,r=mv/qB=(6.6410-274103)/(3.210-191.3103)=6.3710-2米d/4,所以粒子不會與金屬板相碰。,而a粒子做勻速圓周運(yùn)動的周期為：,T=2m/qB =(23.146.6410-27)/(3.210-191.310-3) =1.010-4秒,則在不加電壓的時間內(nèi)，a粒子恰好能在磁場中運(yùn)動一周。當(dāng)兩板間又加上第2個周期和第3個周期的電壓時，a粒子將重復(fù)上述的運(yùn)動。故經(jīng)13/4周期飛出板外(t=6.510-4秒)其運(yùn)動軌跡如圖所示。,三、幾種常見的運(yùn)動,1.帶電微粒在電場中的運(yùn)動 (1)加速 (2)偏轉(zhuǎn) 2.

7、帶電微粒在磁場中的運(yùn)動 (1)勻速運(yùn)動 (2)勻速圓周運(yùn)動 3.帶電微粒在電磁場中的運(yùn)動 (1)電場與磁場垂直帶電微粒做勻速直線運(yùn)動 (2)電場與磁場平行帶電微粒做勻變速直線運(yùn)動 4.帶電微粒在電場.磁場與重力場的復(fù)合場中的運(yùn)動 (1)三場正交帶電微粒做勻速運(yùn)動 (2)電場與磁場平行與重力場成角度帶電微粒做勻速運(yùn)動 (3)電場力與重力平衡且與磁場垂直帶電微粒做勻速圓周運(yùn)動,1.帶電微粒在電場中的運(yùn)動 (1)加速 (2)偏轉(zhuǎn),2.帶電微粒在磁場中的運(yùn)動 (1)勻速運(yùn)動 (2)勻速圓周運(yùn)動,帶電微粒在電磁場中的運(yùn)動 (1)電場與磁場垂直，帶電微粒做勻速直線運(yùn)動 (2)電場與磁場平行，帶電微粒做勻變

8、速直線運(yùn)動,qE=ma,(2)電場與磁場平行且與重力場成角度，帶電微粒做勻速運(yùn)動,例、如圖所示，在oxyz坐標(biāo)系所在的空間中，可能存在勻強(qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場，也可能兩者都存在或都不存在。但如果兩者都存在，已知磁場平行xy平面?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m帶正電q的點(diǎn)電荷沿z軸正方向射入此空間中，發(fā)現(xiàn)它做速度為v0的勻速直線運(yùn)動。若不計重力，試寫出電場和磁場的分布有哪幾種可能性。要求對每一種可能性，都要說出其中電場強(qiáng)度、磁感強(qiáng)度的方向和大小，以及它們之間可能存在的關(guān)系。不要求推導(dǎo)或說明理由。,以E和B分別表示電場強(qiáng)度和磁感強(qiáng)度，有以下幾種可能： （1）E=0，B=0 （2）E=0，B0。B的方向與z軸的正方向平行或反平行