带电粒子在复合场中的运动复习.doc

来源：物理ok网编辑：陈老师时间：2015-12-02 点击量：次

高考综合复习——磁场专题复习二
带电粒子在复合场中的运动
知识要点梳理
知识点一——带电粒子在复合场中的运动
　　▲知识梳理
一、复合场
　　复合场是指电场、磁场和重力场并存或其中某两种场并存，或分区域存在。粒子在复合场中运动时，要考虑静电力、洛伦兹力和重力的作用。

二、带电粒子在复合场中运动问题的分析思路
　　1．正确的受力分析
　　除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析。

　　2．正确分析物体的运动状态
　　找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程。如果出现临界状态，要分析临界条件。
　　带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况。
　　（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）。
　　（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。
　　（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向F在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成。

　　3．灵活选用力学规律是解决问题的关键
　　（1）当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解。
　　（2）当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解。
　　（3）当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒列方程求解。
　　注意：由于带电粒子在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解。

　　4．三种场力的特点
　　（1）重力的大小为，方向竖直向下．重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的质量有关外，还与始末位置的高度差有关。
　　（2）电场力的大小为，方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关，电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，还与始末位置的电势差有关。
　　（3）洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当带电粒子的速度与磁场方向平行时F=0；当带电粒子的速度与磁场方向垂直时，洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面。
　　无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功。但重力、电场力可能做功而引起带电粒子能量的转化。

　　▲疑难导析
一、“磁偏转”和“电偏转”的差别
　　“磁偏转”与“电偏转”分别是利用磁场和电场对运动电荷施加作用，从而控制其运动方向，由于磁场和电场对电荷的作用具备着不同的特征，这使得两种偏转也存在着如下几个方面的差别。

　　（1）受力特征的差别
　　在“磁偏转”中，质量为m，电量为q的粒子以速度v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中时，所受的磁场力（即洛伦兹力）与粒子的速度v相关，所产生加速度使粒子的速度方向发生变化，而速度方向的变化反过来又导致的方向变化，是变力。
　　在“电偏转”中，质量为m，电量为q的粒子以速度垂直射入电场强度为E的匀强电场中时，所受到的电场力与粒子的速度无关，是恒力。

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