1、带电粒子在复合场 中的运动,2011高考物理第二轮专题复习,高考地位：,本专题是电场和磁场知识的深化和提高，以复合场中的粒子为背景，研究带电粒子在其中的运动、能量和相互作用等力电综合问题，是高考的必考内容。,复合场,组合场,复合场,电场 、 磁场、 重力场共存（或其中两种场共存),典型例题,如图所示，与电源断开的带电平行金属板相互正对水平放置，两板电势差为u，间距为d，两板间存在着水平方向的匀强磁场B。某质量为m带正电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止开始滑下，经过轨道端点p（轨道上的p点的切线沿水平方向）进入板间，则带电小球在该区域可能做,A 直线运动 B 平抛运动 C 匀速圆周运动 D 复杂
2、曲线运动,什么性质的直线运动？,带电粒子在复合场中运动,（1）带电粒子受洛伦兹力作用能做直线运动必匀速,（2）复合场中能做圆周运动，除洛伦兹力以外的力合力必为零。,归纳,看运动,抓受力,(2010安徽)如图所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图518(2)所示)，电场强度的大小为E0，E0表示电场方向竖直向上t0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已
3、知量 (1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小； (2)求电场变化的周期T； (3)改变宽度d，使微粒 仍能按上述运动过程通 过相应宽度的区域，求 T的最小值,体验高考,如图所示，匀强电场的场强E=4V/m，方向水平向左匀强磁场的磁感强度B=2T，方向垂直于纸面向里，一个质量为m=1g、带正电的小物体A从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行h=0.8m到N点时离开壁做曲线运动，运动到P点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成450角，设P与 M的高度差H=1.6m，求（1）A沿壁下滑过程中 摩擦力作的功。（2）P与M的水平距离。,典型例题,带电粒子在复合场中运动解题思路,当带电粒子
4、在复合场中做匀速直线运动时，根据平衡条件列方程求解；,当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿第二定律(洛伦兹力提供向心力)和平衡条件列方程联立求解；,当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时，选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。,练习:倾角的光滑斜面处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，一滑块质量为m，带电量为-q，从斜面上静止开始下滑，求滑块能在斜面上滑动的位移S是多少？,-q m,FN,f,mg,V,谢谢指导！,例2.一个质量为m,电量为q的带电粒子以一定的初速度V0垂直于电场强度方向飞入场强为E、宽度为d的匀强偏转电场区，飞离电场区时运动方向的偏转角为，如图(a)所示如果
5、该带电粒子以同样速度垂直飞进同样宽度的匀强磁场区，飞离磁场区时运动方向偏转角也为，如图(b)所示试求磁感强度B的大小(不计重力),典型例题,例3.如图所示，在某个空间内有水平方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，电场强度E=2V/m.磁感强度B=1.25T.有一个质量m=310-4kg、带电量q=210-3C的微粒，在这个空间内做匀速直线运动.假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场，那么当它再次经过同一条电场线时，微粒在电场线方向上移动了多大距离S.,典型例题电磁场和重力场相结合,典型例题,典型例题,典型例题,例4.已知一个质量为m、电量为q的小球套在一竖直放置的杆上，小球与杆之间的动摩擦因数
6、为 ，水平方向存在场强为的匀强电场和磁感强度为的匀强磁场，小球由静止开始运动，求小球在运动过程中最大速度和最大加速度。,典型例题,例5.如图所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为R，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电场强度为E，方向水平向左。一个质量为m的小球（可视为质点）放在轨道上的C点恰好处于静止、圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为a (sin=0.8) （1）求小球带何种电荷，电荷量是多少？并说明理由。 （2）如果将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运 动时，对轨道的最大压力的大小是多少？,例6.空间分布着图示的匀强磁场B和匀强电场E，一带
7、电粒子质量为m，电量为q的电子，从A点由静止释放后经电场加速进入磁场，穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回A点而重复前述过程。求中间磁场的宽度d和粒子的运动周期.,典型例题,解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：,带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：,由以上两式，可得,。 可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图所示，三段圆弧的圆心组成的三角形O1O2O3是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为,（2）在电场中,在中间磁场中运动时间,在右侧磁场中运动时间,则粒子第一次回到O点的所用时间为,。,课堂小结：,小结:解决复合场运动问题的解题步骤1.受力分析。2.根据受力分析情况确定粒子的运动，并画出运动的轨迹。3.根据运动轨迹找寻数学和物理方面的方程求解,
