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1、第第3讲带电粒子在复合场中的运动讲带电粒子在复合场中的运动 一、复合场一、复合场复合场是指电场、磁场、重力场在同一空间并存，或者是其复合场是指电场、磁场、重力场在同一空间并存，或者是其中两种场并存的场带电粒子在这些复合场中运动时，可能中两种场并存的场带电粒子在这些复合场中运动时，可能同时受到几种不同性质的力的作用同时受到几种不同性质的力的作用二、三种场力的特点二、三种场力的特点力的特点力的特点功和能特点功和能特点重力重力场场大小：大小：mg方向：方向：_重力做功与重力做功与_无关，与带电无关，与带电粒子的质量粒子的质量m和初、末位置的竖直和初、末位置的竖直高度差高度差h有关；有关；重力做功与重
2、力做功与_的变化量对应的变化量对应.静电静电场场大小：大小：_方向：由场强方向：由场强E的方向的方向和带电粒子的电性决和带电粒子的电性决定定电场力做功与运动路径电场力做功与运动路径无关，只与带电粒子无关，只与带电粒子的电荷量和初、末位的电荷量和初、末位置的置的_有关；有关；电场力做的功与粒子电场力做的功与粒子_的变化量对应的变化量对应磁场磁场大小：当大小：当vB时，时，F0，当，当vB时，时，FBqv；方向：总是垂直于速度方向：总是垂直于速度与磁场构成的平面与磁场构成的平面洛伦兹力总不做功，不洛伦兹力总不做功，不会改变粒子的动能会改变粒子的动能.三、带电粒子在复合场中的几种典型运动三、带电粒子
3、在复合场中的几种典型运动装置装置原理图原理图规律规律速度速度选择器选择器若若qv0BEq，即，即v0_，粒子做匀速直线运动，粒子做匀速直线运动磁流体磁流体发电机发电机等离子体射入，受洛伦兹力等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负偏转，使两极板带正、负电，两极电压为电，两极电压为U时稳定，时稳定，U_.带电粒子在交替出现的电场磁场中的运动带电粒子在交替出现的电场磁场中的运动1.带电粒子在匀强电场、匀强磁场中可能的运动性质带电粒子在匀强电场、匀强磁场中可能的运动性质.场强为场强为E的的匀强电场中匀强电场中 磁感应强度磁感应强度为为B的匀强磁场中的匀强磁场中 初速度为零初速度为零做初速度为零
4、的匀加做初速度为零的匀加速直线运动速直线运动 保持静止保持静止 初速度初速度平行场线平行场线 做匀变速直线运动做匀变速直线运动 做匀速直线运动做匀速直线运动 初速度初速度垂直场线垂直场线 做匀变速曲线运动做匀变速曲线运动(类类平抛运动平抛运动)做匀速圆周运动做匀速圆周运动 特点特点 受恒力作用，做匀变受恒力作用，做匀变速运动速运动 洛伦兹力不做功，动洛伦兹力不做功，动能不变能不变.带电粒子在复合场中运动带电粒子在复合场中运动1.根本方法和思路根本方法和思路(1)认识粒子所在区域中场的组成，一般是电场、磁场、重认识粒子所在区域中场的组成，一般是电场、磁场、重力场中两个场或三个场的复合场力场中两个
5、场或三个场的复合场(2)正确的受力分析是解题的根底，除了重力、弹力、摩擦正确的受力分析是解题的根底，除了重力、弹力、摩擦力以外，特别要注意电场力和洛伦兹力的分析，不可遗漏力以外，特别要注意电场力和洛伦兹力的分析，不可遗漏任一个力任一个力(3)在正确的受力分析的根底上进行运动的分析，注意运动在正确的受力分析的根底上进行运动的分析，注意运动情况和受力情况的相互结合，特别要关注一些特殊的时刻情况和受力情况的相互结合，特别要关注一些特殊的时刻所处的特殊状态所处的特殊状态(临界状态临界状态)(4)如果粒子在运动过程中经过不同的区域受力发生改变，如果粒子在运动过程中经过不同的区域受力发生改变，应根据需要对
6、过程分阶段处理应根据需要对过程分阶段处理(5)应用一些必要的数学知识，画出粒子的运动轨迹示意图，应用一些必要的数学知识，画出粒子的运动轨迹示意图，根据题目的条件和问题灵活选择不同的物理规律解题根据题目的条件和问题灵活选择不同的物理规律解题.2.粒子在复合场中运动时是否考虑重力粒子在复合场中运动时是否考虑重力(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等，一般应考虑其重
7、力等，一般应考虑其重力(2)在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力(3)不能直接判断是否考虑重力的，在进行受力分析与不能直接判断是否考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否考虑重力运动分析时，要由分析结果确定是否考虑重力.3.选择物理规律的角度：一是力和运动角度；二是能量选择物理规律的角度：一是力和运动角度；二是能量的角度的角度(1)当带电粒子在复合场中处于静止或做匀速直线运动时，当带电粒子在复合场中处于静止或做匀速直线运动时，应该从力的平衡角度分析寻找突破口应该从力的平衡角度分析寻找突破口(2)当带电粒子在复合场中做匀加速直线运动
8、时，可以考当带电粒子在复合场中做匀加速直线运动时，可以考虑用牛顿运动定律虑用牛顿运动定律(3)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，可以考虑当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，可以考虑应用牛顿第二定律并结合圆周运动的相关规律求解应用牛顿第二定律并结合圆周运动的相关规律求解(4)当带电粒子做复杂的曲线运动时，一般运用动能定理当带电粒子做复杂的曲线运动时，一般运用动能定理或能量守恒规律求解或能量守恒规律求解(5)对于一些由于特殊状态对于一些由于特殊状态(临界状态临界状态)所带来的临界问题，所带来的临界问题，应该充分挖掘临界状态下的特点和隐含条件注意题目应该充分挖掘临界状态下的特点和隐含条件注意题目表达中一些特殊词语如表达中一些特殊词语如“恰好恰好“最大最大“刚好刚好“至少至少“最高最高“最终等，往往是解题的突破口，列出相应的最终等，往往是解题的突破口，列出相应的辅助方程辅助方程.【错错解解一一】忽忽略略电电场场的的作作用用，直直接接应应用用结结论论，小小球球在在最最高点的最小速度为零高点的最小速度为零【错错解解二二】不不知知杆杆与与绳绳的的区区别别，不不会会用用复复合合场场的的思思想想类类比重力场进行解题比重力场进行解题.
