1、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.熟練掌握帶電粒子分別在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析;2.熟練掌握帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法和一般的處理思路；一、預(yù)備知識(shí)1.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子在電場(chǎng)中的加速 v0和E方向共線。帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) v0和E方向不共線，我們主要研究垂直情況。動(dòng)力學(xué)角度: 和 來(lái)解決.處理方法指導(dǎo): 功能關(guān)系角度:主要應(yīng)用 來(lái)解決.例題分析：如下圖所示,某電子從粒子源無(wú)處速度飄入電壓為U1的ab間的電場(chǎng)中,然后飛過(guò)小孔進(jìn)入另一電壓為U2的電場(chǎng)中,電場(chǎng)放置如圖所示,最終射向熒光屏ef上,留下一個(gè)亮點(diǎn)S.試回憶我們當(dāng)時(shí)是如何分析的其運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并可

2、以求那些物理量？簡(jiǎn)述之。（兩平行板的寬度各為d1、d2，電子質(zhì)量m電量e）簡(jiǎn)述：第一階段：做_運(yùn)動(dòng)，滿足什么物理規(guī)律（動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系）？第二階段：做_運(yùn)動(dòng)，滿足什么物理規(guī)律（動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系）？第三階段：做_運(yùn)動(dòng)，滿足什么物理規(guī)律（動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系）？2.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析設(shè)帶電粒子電量為q，重力不計(jì)，以速度v入射磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，速度與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角為，那么所受洛侖茲力f洛= 當(dāng)帶電粒子以平行磁場(chǎng)方向入射時(shí)，粒子將做 運(yùn)動(dòng)。當(dāng)帶電粒子以垂直磁場(chǎng)方向入射時(shí)，粒子將做 運(yùn)動(dòng)，滿足 ，由此可求得：半徑公式 周期公式 ，對(duì)粒子永遠(yuǎn)不做功。當(dāng)帶電粒子以一定夾角入射磁場(chǎng)時(shí)，粒子將做

3、 運(yùn)動(dòng)（僅限結(jié)論分析）。舊題新做:如圖所示，一束電子流以速率v通過(guò)一個(gè)處于矩形空間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，速度方向與磁感線垂直。且平行予矩形空間的其中一邊，矩形空間邊長(zhǎng)為a和a，電子剛好從矩形的相對(duì)的兩個(gè)頂點(diǎn)間通過(guò)，求電子在磁場(chǎng)中的飛行時(shí)間。思維點(diǎn)撥：解決此類題目，畫圖分析是工具，如何找尋半徑是處理此類題目的關(guān)鍵；找尋半徑就在于圓心的確定（試回憶確定圓心的方法。）;利用f洛=Fn來(lái)靈活的選擇向心力公式(半徑公式_和周期公式_)；一般求時(shí)間都可以轉(zhuǎn)化成t=T的運(yùn)算式(試回憶如何求圓心角)。二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)思考：1.復(fù)合場(chǎng)包含哪些場(chǎng)？2.我們以前學(xué)習(xí)的規(guī)律在復(fù)合場(chǎng)里面仍然適用，主要是動(dòng)力學(xué)關(guān)系和功

4、能關(guān)系以及簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系。3.靈活的構(gòu)建處理該類題目的物理模型和解題步驟。4.體會(huì)分段分析法和執(zhí)果索因法在解決復(fù)合場(chǎng)問(wèn)題中的應(yīng)用。例題舉例：如圖所示，在互相垂直的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)（E已知）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（B已知）中，有一固定的豎直絕緣桿，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)由靜止釋放小球，試分析小球運(yùn)動(dòng)的加速度和速度的變化情況，并求出最大速度vm（mg>gE）。模型轉(zhuǎn)換（該題上作業(yè)）：如圖4，質(zhì)量為1g的小環(huán)帶4×10-4C的正電，套在長(zhǎng)直的絕緣桿上，兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2。將桿放入都是水平的互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，桿所在平面與磁場(chǎng)垂直，

5、桿與電場(chǎng)的夾角為37°。若E10NC，B0.5T，小環(huán)從靜止起動(dòng)。求：(1)當(dāng)小環(huán)加速度最大時(shí)，環(huán)的速度和加速度；(2)當(dāng)小環(huán)的速度最大時(shí)，環(huán)的速度和加速度。思考：利用我們所研究過(guò)的復(fù)合場(chǎng)問(wèn)題，回過(guò)頭來(lái)思考一下我們之前所研究的幾個(gè)重要應(yīng)用，他們?cè)谠O(shè)計(jì)上如何巧妙的應(yīng)用了我們所研究的復(fù)合場(chǎng)知識(shí)？試分析之！把你考慮的簡(jiǎn)要的寫一下?。ㄔ噺氖静ㄆ鞯脑韴D入手分析一下速度選擇器、質(zhì)譜儀、磁流體發(fā)電機(jī)、回旋加速器等）沙場(chǎng)練兵:如圖所示，帶電液滴從h高處自由落下，進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)互相垂直的區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=_小結(jié)：