帶電粒子在復合場中的運動分析及例題

1、1專題專題帶電粒子在復合場中的運動帶電粒子在復合場中的運動考點梳理一、復合場1復合場的分類(1)疊加場：電場、磁場、重力場共存，或其中某兩場共存(2)組合場：電場與磁場各位于一定的區(qū)域內，并不重疊或相鄰或在同一區(qū)域，電場、磁場交替出現(xiàn)2三種場的比較項目名稱力的特點功和能的特點重力場大?。篏＝mg方向：豎直向下重力做功與路徑無關重力做功改變物體的重力勢能靜電場大?。篎＝qE方向：a.正電荷受力方向與場強方向相同b.負電荷受力方向與場強方向

2、相反電場力做功與路徑無關W＝qU電場力做功改變電勢能磁場洛倫茲力F＝qvB方向可用左手定則判斷洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的動能二、帶電粒子在復合場中的運動形式1靜止或勻速直線運動當帶電粒子在復合場中所受合外力為零時，將處于靜止狀態(tài)或做勻速直線運動2勻速圓周運動當帶電粒子所受的重力與電場力大小相等，方向相反時，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強磁場的平面內做勻速圓周運動3較復雜的曲線運動當帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化，且

3、與初速度方向不在同一直線上，粒子做非勻變速曲線運動，這時粒子運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線4分階段運動帶電粒子可能依次通過幾個情況不同的組合場區(qū)域，其運動情況隨區(qū)域發(fā)生變化，其運動過程由幾種不同的運動階段組成3(2)根據(jù)左手定則，如圖8中的B是發(fā)電機正極(3)磁流體發(fā)電機兩極板間的距離為L，等離子體速度為v，磁場的磁感應強度為B，則由qE＝q＝qvB得兩極板間能達到的最大電勢圖8UL差U＝BLv.5電磁流量計工作原理：如圖9所示，圓形

4、導管直徑為d，用非磁性材料制成，導電液體在管中向左流動，導電液體中的自由電荷(正、負離子)，在洛倫茲力的作用下橫向偏轉，a、b間出現(xiàn)電勢差，形成電場，當自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就圖9保持穩(wěn)定，即：qvB＝qE＝q，所以v＝，因此液體流量Q＝Sv＝UdUBd＝.πd24UBdπdU4B【考點】考點一帶電粒子在疊加場中的運動1帶電粒子在疊加場中無約束情況下的運動情況分類(1)磁場力、重力并存①若重力和洛倫茲力平

5、衡，則帶電體做勻速直線運動②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復雜的曲線運動，因洛倫茲力不做功，故機械能守恒，由此可求解問題(2)電場力、磁場力并存(不計重力的微觀粒子)①若電場力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動②若電場力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復雜的曲線運動，因洛倫茲力不做功，可用動能定理求解問題(3)電場力、磁場力、重力并存①若三力平衡，一定做勻速直線運動②若重力與電場力平衡，一定做勻速圓周運動③若合力不為零且與速度方

6、向不垂直，將做復雜的曲線運動，因洛倫茲力不做功，可用能量守恒或動能定理求解問題2帶電粒子在疊加場中有約束情況下的運動帶電體在復合場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，常見的運動形式有直線運動和圓周運動，此時解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點，運用動能定理、能量守恒定律結合牛頓運動定律求出結果帶電粒子(帶電體)在疊加場中運動的分析方法1弄清疊加場的組成2進行受力分析3確定帶電粒子的運動狀態(tài)，注意運動