上課帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)

1、解題感悟：解題感悟：當(dāng)帶電粒子在電磁場中作多當(dāng)帶電粒子在電磁場中作多過程運(yùn)動(dòng)時(shí)過程運(yùn)動(dòng)時(shí), ,關(guān)鍵是掌握基本運(yùn)動(dòng)的特關(guān)鍵是掌握基本運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和尋找過程間的邊界關(guān)聯(lián)關(guān)系點(diǎn)和尋找過程間的邊界關(guān)聯(lián)關(guān)系. . 例例5 5、如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場和勻、如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。左側(cè)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為強(qiáng)磁場。左側(cè)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E E、方向水平向右，、方向水平向右，電場寬度為電場寬度為L L；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外，右；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外，右側(cè)區(qū)域勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，兩個(gè)磁場區(qū)域的磁感側(cè)區(qū)域勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，兩個(gè)磁場區(qū)

2、域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為應(yīng)強(qiáng)度大小均為B B。一個(gè)質(zhì)量為。一個(gè)質(zhì)量為m m、電量為、電量為q q、不計(jì)重力的、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的帶正電的粒子從電場的左邊緣的O O點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，穿點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，穿過中間磁場區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)域后，又回到過中間磁場區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)域后，又回到O O點(diǎn)，然后點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過程。求：重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過程。求：（1 1）中間磁場區(qū)域的寬度）中間磁場區(qū)域的寬度d d; ; （2 2）帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期）帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期. .B1EOB2Ld組合型組合型O1O2O3B1EOB2Ld下面請(qǐng)你完成本題解答下面請(qǐng)你完成本題解答組合型組合型212qE

3、LmVRVmBqV2qmELBR21qmELBRd62160sin0qEmLqEmVaVt22221qBmTt3232qBmTt35653qBmqEmLtttt3722321由以上兩式，可得由以上兩式，可得（2）在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間）在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間在中間磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間在中間磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間在右側(cè)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間在右側(cè)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間則粒子的運(yùn)動(dòng)周期為則粒子的運(yùn)動(dòng)周期為帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律得：帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律得：O1O2O3B1EOB2Ld解：解：（1）如圖所示，帶電粒子在電場中加速，由動(dòng)能定理得：）如圖所示，帶電粒子在電場中加速，由動(dòng)能定理得：粒子在兩磁場區(qū)運(yùn)動(dòng)半徑

4、相同，三段圓弧的圓心組成的三角形粒子在兩磁場區(qū)運(yùn)動(dòng)半徑相同，三段圓弧的圓心組成的三角形O1O2O3是等邊三角是等邊三角形，其邊長為形，其邊長為2R。所以中間磁場區(qū)域的寬度為：。所以中間磁場區(qū)域的寬度為： 解答步驟：解答步驟：1.1.選取研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。選取研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。2.2.確定粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，作好輔助線確定粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，作好輔助線。3.3.充分利用充分利用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，計(jì)算時(shí)間和速度。計(jì)算時(shí)間和速度。4.4.充分利用圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)特性和公式定理、充分利用圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)特性和公式定理、 圓的對(duì)稱性等圓的對(duì)稱性等幾何知識(shí)是解題關(guān)鍵幾何知識(shí)是解題關(guān)鍵，如弦切角，如弦切角

5、等于圓心角的一半、速度的偏轉(zhuǎn)角等于圓心角。等于圓心角的一半、速度的偏轉(zhuǎn)角等于圓心角。5.5.粒子在磁場中的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與速度方向的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與速度方向的偏轉(zhuǎn)角成正比角成正比。解題思路歸納解題思路歸納小結(jié)1. 1.帶電粒子進(jìn)入有界磁場帶電粒子進(jìn)入有界磁場, ,運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡為一段弧線軌跡為一段弧線. .2.2.當(dāng)同源粒子垂直進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)軌跡當(dāng)同源粒子垂直進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)軌跡3.3.注意圓周運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)對(duì)稱規(guī)律注意圓周運(yùn)動(dòng)中的有關(guān)對(duì)稱規(guī)律: :(2) (2) 粒子進(jìn)入單邊磁場時(shí)粒子進(jìn)入單邊磁場時(shí), ,入射速度與邊界夾角等于出射速入射速度與邊界夾角等于出射速度與邊界的夾角度與邊界的夾角;

6、;(1) (1) 在圓形磁場區(qū)域內(nèi)在圓形磁場區(qū)域內(nèi), ,沿徑向射入的粒子沿徑向射入的粒子, ,必沿徑向射出必沿徑向射出. .O3rrO4rrO2rrO1rrOS運(yùn)動(dòng)軌跡賞析運(yùn)動(dòng)軌跡賞析O1O2O3LdoABv0o1rrPQ帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)1.1.復(fù)合場復(fù)合場電場、磁場和重力場電場、磁場和重力場并存或某兩場復(fù)合或組合并存或某兩場復(fù)合或組合2. 2. 受力分析注意三力的特點(diǎn)：受力分析注意三力的特點(diǎn)：是否考慮重力：是否考慮重力：基本粒子（電子、質(zhì)子、離子、基本粒子（電子、質(zhì)子、離子、a a粒子）粒子）一般不考慮一般不考慮; ;若為帶電顆粒（油滴、液滴、小球、塵埃）若為

7、帶電顆粒（油滴、液滴、小球、塵埃）一般要考慮一般要考慮. .電場力、重力往往不變，洛倫茲力始終與速度方向垂電場力、重力往往不變，洛倫茲力始終與速度方向垂直。直。3.3.做功特點(diǎn)：做功特點(diǎn)： 電場力、重力做功與路徑無關(guān)，由始末位置決定，電場力、重力做功與路徑無關(guān)，由始末位置決定，洛倫茲力永不做功洛倫茲力永不做功。三星三星YP-F3（2GB）帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng) 能忽略帶電體重力的情況下（什么情能忽略帶電體重力的情況下（什么情況？），則只需考慮電場和磁場。這時(shí)有兩況？），則只需考慮電場和磁場。這時(shí)有兩種情況：種情況：1、電場和磁場成獨(dú)立區(qū)域、電場和磁場成獨(dú)立區(qū)域二力平衡

8、二力平衡勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)不平衡不平衡復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng) 功功能能關(guān)關(guān)系系 分階段求解分階段求解處理方法：處理方法：2、電場和勻強(qiáng)磁場共存區(qū)域、電場和勻強(qiáng)磁場共存區(qū)域處理方法：處理方法：電場電場重力場重力場磁場磁場牛頓定律牛頓定律勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)電場力與洛侖茲力的比較電場力與洛侖茲力的比較1、電場力的與電荷的運(yùn)動(dòng)無關(guān)、電場力的與電荷的運(yùn)動(dòng)無關(guān) 洛侖茲力與電荷的運(yùn)動(dòng)有關(guān)洛侖茲力與電荷的運(yùn)動(dòng)有關(guān)2、電場力做功改變動(dòng)能的大小、電場力做功改變動(dòng)能的大小 洛侖茲力不做功，不會(huì)改變動(dòng)能的大小洛侖茲力不做功，不會(huì)改變動(dòng)能的大小即在兩個(gè)力共同作用下，加速減速的原因肯定即在兩個(gè)力共同作用

9、下，加速減速的原因肯定是電場力影響。是電場力影響。3.速度選擇器解：設(shè)粒子的電荷量為qF F電電f f則：f = F電 qvB = Eq解得： 若：粒子做直線運(yùn)動(dòng)已知：勻強(qiáng)電場場強(qiáng)為E，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B， 且粒子在場中做直線運(yùn)動(dòng)，求：粒子的速度v？ S1S2BEv -+-+-目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)，如圖是它的示意圖.它的原理是:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電荷和負(fù)電荷的微粒，總體是電中性的)噴入磁場，磁場中的兩塊金屬板A和B上會(huì)聚集電荷，使它們之間產(chǎn)生電壓.金屬板上為什么會(huì)聚集電荷? 圖上電阻R中的電流方向如何?電荷在磁場中受洛侖茲力的作用發(fā)生偏

10、轉(zhuǎn)電阻R上電流方向從 下向上I I4.磁流體發(fā)電機(jī) +-P N B6. 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀是研究物質(zhì)同位素的儀器。RN ：為粒子源P：為速度選擇器qBmRvBRBEmqBEvB回旋加速器回旋加速器 回旋加速器回旋加速器兩兩D形盒中有形盒中有勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場無電場，盒無電場，盒間縫隙有間縫隙有交變電場交變電場。電場使粒子加速，磁場使粒子回旋。電場使粒子加速，磁場使粒子回旋。粒子回旋的周期不隨半徑粒子回旋的周期不隨半徑改變。改變。讓電場方向變化的讓電場方向變化的周期與粒子回旋的周期一周期與粒子回旋的周期一致致，從而保證粒子始終被，從而保證粒子始終被加速。加速。1 1、如圖是速度選擇器、如圖是速度選擇器,

11、 ,今有甲、乙、丙、丁今有甲、乙、丙、丁四個(gè)電量相同的離子以不同的速度從四個(gè)電量相同的離子以不同的速度從O O進(jìn)入進(jìn)入選擇器，選擇器，V V甲甲V V乙乙=V=V丙丙V V丁?。籱 m甲甲=m=m乙乙m m丙丙=m=m丁丁。它們分別打在它們分別打在M M、N N、P P、Q Q點(diǎn)，點(diǎn)，則則有：有：O vFfB2P QMN打在打在M M是是_打在打在N N是是_打在打在P P是是_打在打在Q Q是是_乙乙甲甲丙丙丁丁2 2、一質(zhì)量為、一質(zhì)量為m m，電量為，電量為q q的負(fù)電荷在磁感應(yīng)的負(fù)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場中，繞固定的正電荷沿的勻強(qiáng)磁場中，繞固定的正電荷沿固定的光滑軌道做勻

12、速圓周運(yùn)動(dòng)，若磁場方固定的光滑軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若磁場方向垂直它的運(yùn)動(dòng)平面，且作用在負(fù)電荷的電向垂直它的運(yùn)動(dòng)平面，且作用在負(fù)電荷的電場力場力( (庫侖力庫侖力) ) 恰好是磁場力的三倍，則負(fù)恰好是磁場力的三倍，則負(fù)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度可能是電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度可能是A AB B C CD D4qBm3qBm2qBmqBm268.3268.3BD+-F=kqQ/r2QqBvFff=qvB=qrBF=kqQ/r2=3fF+f=4f=4q1rB=m12r1=4qB/m+-FQ.BvqfF-f=2f=2q2rB=m22r2=2qB/mA C1、電場和、電場和磁場并存磁場并存(疊加場疊加場)4.4

13、.（0505廣東）如圖所示，在廣東）如圖所示，在x x軸上方有垂直于軸上方有垂直于xyxy平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，在，在x x軸軸下方有沿下方有沿y y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E E，現(xiàn)有一質(zhì)量為現(xiàn)有一質(zhì)量為m m、帶電量為、帶電量為q q的粒子從坐標(biāo)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)原點(diǎn)O O沿著沿著y y軸正方向射出，射出后，第三次軸正方向射出，射出后，第三次到達(dá)到達(dá)x x軸時(shí)，它與原點(diǎn)軸時(shí)，它與原點(diǎn)O O的距離為的距離為L L，求：此粒，求：此粒子射出時(shí)的速度子射出時(shí)的速度v v和運(yùn)動(dòng)的總路程和運(yùn)動(dòng)的總路程s s。（重力。（重力忽略不計(jì)）

14、忽略不計(jì)）mqBLv4 mELqBLs16222 LRy由圖可知粒子在由圖可知粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半個(gè)磁場中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期后第一次通周期后第一次通過過x x軸進(jìn)入電場，軸進(jìn)入電場，做勻減速做勻減速運(yùn)動(dòng)至速度為零，再反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以運(yùn)動(dòng)至速度為零，再反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以原來的速度大小反方向進(jìn)入磁場。這就是第二次原來的速度大小反方向進(jìn)入磁場。這就是第二次進(jìn)入磁場，接著粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，半個(gè)進(jìn)入磁場，接著粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，半個(gè)周期后第三次通過周期后第三次通過x x軸。軸。LRy由圖可知由圖可知R=R=4 4L L在磁場中：在磁場中：f f洛洛= =f f向向BqV=BqV=mvmv

15、2 2R R即即所以所以V=V=BqRBqRm m= =BqLBqL4m4mLRy粒子在電場中每一次的粒子在電場中每一次的最大位移設(shè)為最大位移設(shè)為y，第第3次到達(dá)軸時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為一個(gè)周次到達(dá)軸時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為一個(gè)周期和兩個(gè)位移的長度之和：期和兩個(gè)位移的長度之和：由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理Eqy= mv212y=mv22Eq=（BqL/4m）2m2Eq得得S=2R2y=L2qB2L216mE如圖如圖3所示，在直角坐標(biāo)系的第一、二象限內(nèi)有垂直所示，在直角坐標(biāo)系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，第三象限有沿于紙面的勻強(qiáng)磁場，第三象限有沿Y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第四象限內(nèi)無電

16、場和磁場。質(zhì)量為電場，第四象限內(nèi)無電場和磁場。質(zhì)量為m、帶電量、帶電量為為q的粒子從的粒子從M點(diǎn)以速度點(diǎn)以速度v0沿沿x軸負(fù)方向進(jìn)入電場，不軸負(fù)方向進(jìn)入電場，不計(jì)粒子的重力，粒子經(jīng)計(jì)粒子的重力，粒子經(jīng)N、P最后又回到最后又回到M點(diǎn)。設(shè)點(diǎn)。設(shè)OM=L，ON=2L，則，則 (1)電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E的大小的大?。?）勻強(qiáng)磁場的方向）勻強(qiáng)磁場的方向（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是多少？的大小是多少？ExyoOMNPvov5.5.如圖所示，坐標(biāo)空間中有場強(qiáng)為如圖所示，坐標(biāo)空間中有場強(qiáng)為E E的勻的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場，的勻強(qiáng)磁場，y y軸軸為兩種場的分界面，圖

17、中虛線為磁場區(qū)域?yàn)閮煞N場的分界面，圖中虛線為磁場區(qū)域的右邊界的右邊界. .現(xiàn)有一質(zhì)量為現(xiàn)有一質(zhì)量為m m，電荷量為，電荷量為- -q q的的帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置帶電粒子從電場中坐標(biāo)位置(-(-L L，0)0)處，處，以初速度以初速度v v0 0沿沿x x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，且已軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，且已知知 . .v0(-L,0)OBm,-qxEyqEmvL20試求試求:要使帶電粒子能穿要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回越磁場區(qū)域而不再返回電場中，磁場的寬度電場中，磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件應(yīng)滿足的條件.qBmd021）（ v0(-L,0)OBm,-qxEyo1【例與練例與練】如圖所示，一個(gè)質(zhì)量

18、為如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m2.010-11kg，電荷量電荷量 q1.010-5C 的帶電微粒的帶電微粒(重力忽略不計(jì)重力忽略不計(jì))，從靜止開始經(jīng)從靜止開始經(jīng) U1100V 電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓 U2100V金金屬板長屬板長L20cm，兩板間距，兩板間距 。 求：求：(1)微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度 v0 的大小；的大??；(2)微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角；(3)若該勻強(qiáng)磁場的寬度為若該勻強(qiáng)磁場的寬度為D10cm，為使微粒不會(huì)由，為使微粒不會(huì)由磁場右邊射

19、出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？至少多大？10 3dcm（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有：微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，有：2qUamd0yLvatav2013tan23yvU LvU d030（3）進(jìn)入磁場時(shí)微粒的速度是：進(jìn)入磁場時(shí)微粒的速度是： 軌跡如圖所示軌跡如圖所示0cosvvsinDrr2vBqvmr0(1 sin )30.346cos5mvBTTqD由幾何關(guān)系有：由幾何關(guān)系有：洛倫茲力提供向心力有：洛倫茲力提供向心力有：由以上各式可求得：由以上各式可求得：解析解析（1）由動(dòng)能定理得：）由動(dòng)能定理得：21012qUmv41021.0 1

20、0/qUvm sm點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 解答帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)解答帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵是分析清楚帶電粒子在各場中的運(yùn)動(dòng)情況，并鍵是分析清楚帶電粒子在各場中的運(yùn)動(dòng)情況，并且注意帶電粒子在兩場邊界的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，尤其是且注意帶電粒子在兩場邊界的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，尤其是空間位置的瞬時(shí)速度的大小、方向，這是聯(lián)系?？臻g位置的瞬時(shí)速度的大小、方向，這是聯(lián)系粒子在兩個(gè)場區(qū)運(yùn)動(dòng)的橋梁子在兩個(gè)場區(qū)運(yùn)動(dòng)的橋梁電偏轉(zhuǎn)電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)律射出射出速率速率2200yvvvv0vv222222lrrytTtqBmvrTqBmvrrvmqvBFn偏移距離偏轉(zhuǎn)角周期解得勻速圓周運(yùn)動(dòng)020ta

21、n;21vatatvatymdqUmqEavlty類平拋運(yùn)動(dòng)三、帶電球在三、帶電球在重力場、磁場、電場重力場、磁場、電場中的運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)要點(diǎn)：要點(diǎn)：1 1、若帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則重力、電場力、若帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則重力、電場力、洛侖茲力合力為零。洛侖茲力合力為零。2 2、若帶電體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則重力與電場力、若帶電體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則重力與電場力平衡，合力為洛侖茲力。平衡，合力為洛侖茲力?！纠c練例與練】電子以垂直磁場的速度電子以垂直磁場的速度v從圖的從圖的P處沿處沿PQ方方向進(jìn)入長向進(jìn)入長d，高，高h(yuǎn)的矩形的矩形PQNM勻強(qiáng)磁場區(qū)域，結(jié)果從勻強(qiáng)磁場區(qū)域，結(jié)果從N離開磁場。若電子質(zhì)量

22、為離開磁場。若電子質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e，磁感應(yīng)強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為B，則，則( )A.電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B.電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間C.電子橫向偏移電子橫向偏移D.偏向角偏向角滿足滿足dtv21( )2Bevdhmv/()mvsindBeBDPNtv1.勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng):只要有洛倫茲力參與的只要有洛倫茲力參與的直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，一定是，一定是勻速勻速直直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng).如果同時(shí)受到多個(gè)力做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果同時(shí)受到多個(gè)力做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件列方程求解。根據(jù)平衡條件列方程求解。例例1:質(zhì)量為質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q的微粒

23、以速度的微粒以速度v與水平成與水平成450角角進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，如進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，如微粒在電場磁場重力場作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場微粒在電場磁場重力場作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則電場強(qiáng)度大小，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各是多少？強(qiáng)度大小，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各是多少？(重力加速度為重力加速度為g)mgBE450vf解：受力分析如圖所示：解：受力分析如圖所示： 根據(jù)平衡條件得：根據(jù)平衡條件得：mgqvBqEmgo045sin45tan例例2、如圖所示，在水平正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場如圖所示，在水平正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)有一個(gè)帶電小球區(qū)域內(nèi)有一個(gè)帶電小

24、球A，已知電場強(qiáng)度為，已知電場強(qiáng)度為E, ,磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B，小球在場區(qū)域中受到的電場力大小恰好與，小球在場區(qū)域中受到的電場力大小恰好與它的重力大小相等，要使小球能在電磁場中做勻速直它的重力大小相等，要使小球能在電磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小球的速度大小是多少？方向如何？線運(yùn)動(dòng)，小球的速度大小是多少？方向如何？AE1）小球帶正電）小球帶正電mgqEfVAE2）小球帶負(fù)電）小球帶負(fù)電mgqEfV2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng):自由的帶電粒子在復(fù)合場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，必定滿足電場力自由的帶電粒子在復(fù)合場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，必定滿足電場力和重力平衡，則當(dāng)粒子速度方向與磁場方向垂直時(shí)，洛侖茲力提

25、和重力平衡，則當(dāng)粒子速度方向與磁場方向垂直時(shí)，洛侖茲力提供向心力，使帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)供向心力，使帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)例例. .如圖示如圖示, ,一帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中做勻速圓一帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周運(yùn)動(dòng). .已知粒子質(zhì)量為已知粒子質(zhì)量為m,m,電荷量為電荷量為q,q,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,B,圓圓周運(yùn)動(dòng)半徑為周運(yùn)動(dòng)半徑為R.R.電場和磁場方向如圖示電場和磁場方向如圖示. .求求: :粒子的正負(fù)粒子的正負(fù); ;電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E;E;粒子的速率及運(yùn)動(dòng)方向粒子的速率及運(yùn)動(dòng)方向. . E EB BR R分析分析: :當(dāng)當(dāng)qE=mg,qE=mg,由由f

26、f洛洛提供向心力提供向心力; ;解解: :qE=mgqE=mg得得E=mg/q E=mg/q 電場力方向向上電場力方向向上, ,因此粒子為負(fù)電荷因此粒子為負(fù)電荷由洛倫茲力提供向心力得由洛倫茲力提供向心力得: :mqBRVRVmqVB2由左手定則得粒子沿順時(shí)針運(yùn)動(dòng)由左手定則得粒子沿順時(shí)針運(yùn)動(dòng). .1、如右圖所示，水平放置的平行金屬板間、如右圖所示，水平放置的平行金屬板間距為距為d，電壓為，電壓為U,水平方向的勻強(qiáng)磁場為水平方向的勻強(qiáng)磁場為B。今有一帶電粒子在今有一帶電粒子在AB間豎直平面內(nèi)作半徑間豎直平面內(nèi)作半徑為為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則帶電粒子轉(zhuǎn)動(dòng)方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則帶電粒子轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)闉闀r(shí)針，

27、速率為時(shí)針，速率為。順順UdgBR3、如右圖所示，一帶正電的粒子以速度、如右圖所示，一帶正電的粒子以速度v0垂垂直飛入，三者方向如圖所示。已知粒子在運(yùn)動(dòng)直飛入，三者方向如圖所示。已知粒子在運(yùn)動(dòng)過程中所受的重力恰與電場力平衡，則帶電粒過程中所受的重力恰與電場力平衡，則帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中。子在運(yùn)動(dòng)過程中。A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒C動(dòng)能始終不變動(dòng)能始終不變D電勢能與機(jī)械能總和守恒。電勢能與機(jī)械能總和守恒。A、C、D OABCE例例1、如圖所示是正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，場如圖所示是正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)為強(qiáng)為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, ,用長為用長為L的

28、細(xì)繩拴著一個(gè)質(zhì)的細(xì)繩拴著一個(gè)質(zhì)量為量為m、電量為、電量為q的帶正電的小球的帶正電的小球, ,使小從使小從A點(diǎn)由靜止點(diǎn)由靜止釋放，求：釋放，求：（1 1）小球到達(dá)）小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度。點(diǎn)時(shí)的速度。（2 2）在）在C點(diǎn)時(shí)細(xì)繩對(duì)小球的拉力。點(diǎn)時(shí)細(xì)繩對(duì)小球的拉力。若小球帶負(fù)電呢?mqEmgLv)(2 LvmqvBmgF2向左運(yùn)動(dòng)時(shí)：8.8.如圖，在如圖，在y y0 0的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿y y軸負(fù)方向；在軸負(fù)方向；在y y0 0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場主向垂直的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場主向垂直xyxy平面（紙面）向外。平面（紙面）向外。一電量為一電量為q q

29、、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y y軸上軸上y=hy=h處的點(diǎn)處的點(diǎn)P P1 1時(shí)速率為時(shí)速率為0 0，方向沿，方向沿x x軸正方向；然后，經(jīng)過軸正方向；然后，經(jīng)過x x軸上軸上x=2hx=2h處的處的P P2 2點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)入磁場，并經(jīng)過進(jìn)入磁場，并經(jīng)過y y軸上軸上y=-2hy=-2h處的處的P P3 3點(diǎn)。不計(jì)重力。求點(diǎn)。不計(jì)重力。求(1)(1)電場強(qiáng)度的大小。電場強(qiáng)度的大小。(2)(2)粒子到達(dá)粒子到達(dá)P P2 2時(shí)速度的大小和方向時(shí)速度的大小和方向(3)(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。v0(1) P1到到P2 做類平拋運(yùn)動(dòng)做類平拋運(yùn)動(dòng)F=qEv2h=v0th=at2/2=qEt2/2mE=mv02/2qhv0vy（2）vy=at=qEt/m=v0tan=vy/vo=1=4502vv qBvmqBmvhrrh022222)3(B=mv0/qh45* *1313用一根長用一根長L=0.8mL=0.8m的絕緣輕繩，吊一質(zhì)量的絕緣輕繩，吊一質(zhì)量m=1.0gm=1.0g的帶電小球，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度的帶電小球，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5TB=2.5T、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場中把小球拉到懸點(diǎn)的右側(cè)，輕繩剛好水平拉直，將方向如圖