帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動ppt講課

1、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動ppt講課第1頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三 什么是洛倫茲力？帶電粒子垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時會做什么運(yùn)動呢？第2頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三知識點撥:復(fù)合場1組合場：所謂的組合場，就是先電場，后磁場；或者是先磁場，后電場。2. 疊加場：所謂的疊加場，就是在某一區(qū)域同時從在幾種場疊加的情況 第3頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三常見運(yùn)動形式 1微粒將靜止或做勻速直線運(yùn)動，此時帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為零時。2微粒將做勻速圓周運(yùn)動，此時帶電粒子在復(fù)合場中洛倫茲力提供向心力，其余力的合力為零。3一

2、般的曲線運(yùn)動，這種情況比較復(fù)雜，一般要用能量守恒定律解決問題。第4頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三例題1（18分）如圖所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動粒子，經(jīng)過y軸上yh處的點P1時速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x2h處的 P2點進(jìn)入磁場，并經(jīng)過y軸上y-2h處的P3點。不計重力。求（l）電場強(qiáng)度的大小。（2）粒子到達(dá)P2時速度的大小和方向。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。2004年理綜 24yxP1P2P30第5頁，共11頁，2022年，5月20

3、日，5點5分，星期三yxP1P2P30解 :(1) P1到P2做類平拋運(yùn)動：vh=1/2 at2 2h=v0t qE=ma解得E= mv022qh(2) vy2=2ah=2qEhm= v02vy=v0 vx=v0=45(3) P2到P3做勻速圓周運(yùn)動,圓心在P2P3的中點,如圖示由qBv=mv2 /r 得r =mv0qB由幾何關(guān)系 B = mv0qh第6頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三 例題2：帶電粒子（帶正電）q以速度v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，受電場力作用，運(yùn)動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示。若在勻強(qiáng)電場范圍內(nèi)再加一個勻強(qiáng)磁場，使該帶電粒子的運(yùn)動不偏轉(zhuǎn)，求所加勻強(qiáng)磁場的方向和磁感應(yīng)

4、強(qiáng)度的大小。 第7頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三 分析：電荷進(jìn)入電場，受垂直向下的電場力作用而偏轉(zhuǎn)，若使它不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電荷受所加磁場的洛侖茲力方向一定與電場力方向相反，根據(jù)左手定則和洛侖茲力方向確定磁場方向：垂直紙面、背向讀者，如圖所示。 因為 f洛=F電第8頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三 說明：若我們在該裝置前后各加一塊擋板，讓電量相同的不同速度的帶電粒子從前邊擋板中小孔射入，經(jīng)過勻強(qiáng)電場和磁場，只有其運(yùn)動速度剛好滿足f洛=F電的粒子運(yùn)動軌跡不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從第二塊擋板上小孔中射出。改變勻強(qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場的大小，就可以得到不同速度的帶電粒子。這個裝

5、置就叫做速度選擇器 （v=E/B） 問：若將一個能通過某速度選擇器的正電荷換成一個電量相等速度不變的負(fù)電荷，它還能通過該速度選擇器嗎？為什么？ 答：能。因為雖然它所受電場力和洛侖茲力方向都與正電荷方向相反，但大小仍然相等，其合力仍然為零，所以能通過。 第9頁，共11頁，2022年，5月20日，5點5分，星期三例題3、已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示。求：(1)液滴在此空間受到幾個力作用？(2)液滴帶電量及電性？(3)液滴做勻速圓周運(yùn)動的半徑多大？EBvmg解：(1)由于是帶電液滴，它必受重力，又處于電磁場中，還應(yīng)受到電場力及洛侖茲力共3個力。(2)因液滴做勻速圓周運(yùn)動，故必須滿足重力與電場力平衡，故液滴應(yīng)帶負(fù)電。(3)因液滴所受合力為洛侖茲力，所以由Bqv=mv2/R可得：R=mv/qB -由可得：-EqBqvF合=由mg=Eq,求得：q=mg/E -.勻速圓周運(yùn)動重