第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動課件

第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中的運動12021/2/22第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四第四節(jié)帶電粒子在復合場中的運動

22021/2/22第四節(jié)帶電粒子在復合場中的運動22021/2/2232021/2/2232021/2/22一、復合場1．定義：復合場是指①

、②

、③

并存，或其中某兩種場并存，或分區(qū)域存在。2．三種場的比較電場磁場重力場mg

豎直向下

無關(guān)重力勢能qE

qvBsinθ

動能相同相反無關(guān)電勢能42021/2/22一、復合場電場磁場重力場mg豎直向下無關(guān)重力勢能qE3.帶電粒子在復合場中運動的幾種情況(1)當帶電粒子所受合力為零時，將處于?

或?

狀態(tài)。(2)當?

提供向心力，其余各力的合力為零時，帶電粒子做勻速圓周運動。(3)當帶電粒子所受合力大小與方向均變化時，將做非勻變速曲線運動。這類問題一般只能用能量關(guān)系來處理。靜止勻速直線運動洛倫茲力52021/2/223.帶電粒子在復合場中運動的幾種情況靜止勻速直線運動洛倫茲力1．一帶電粒子以初速度v0先后通過勻強電場E和勻強磁場B，如下圖甲所示，電場和磁場對粒子做功為W1；若把電場和磁場正交疊加后，如圖乙所示，粒子仍以v0＜的速度穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對粒子做功為W2(不計重力的影響)，則(

)62021/2/221．一帶電粒子以初速度v0先后通過勻強電場E和勻強磁場620【解析】

由于粒子仍以v0＜的速度穿過疊加場區(qū)，粒子不僅受電場力作用，還受到洛倫茲力作用，洛倫茲力方向與電場力方向相反，所以在甲區(qū)電場力做功多，乙區(qū)做功少。A．W1＝W2

B．W1＜W2C．W1＞W(wǎng)2D．無法比較【答案】

C72021/2/22【解析】由于粒子仍以v0＜的速度穿過疊加場區(qū)，二、帶電粒子在復合場中運動的典型應用帶電粒子在復合場中運動的重要應用，包括速度選擇器、回旋加速器、磁流體發(fā)電機、電磁流量計等。1．速度選擇器(如下圖所示)(1)平行板中電場強度E和磁感應強度B互相?

。這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。(2)帶電粒子能夠勻速沿直線通過速度選擇器的條件是?

，即v＝?

。垂直qE＝qvB82021/2/22二、帶電粒子在復合場中運動的典型應用(1)平行板中電場強度E2.回旋加速器(1)基本構(gòu)造：回旋加速器的核心部分是放置在磁場中的兩個D形的金屬扁盒(如右圖所示)，其基本組成為：①粒子源，②兩個D形金屬盒，③勻強磁場，④高頻電源，⑤粒子引出裝置。(2)工作原理①電場加速qU＝ΔEk相同

92021/2/222.回旋加速器(2)工作原理相同92021/2/22物體的內(nèi)能

電能

正極

Bvd

102021/2/22物體的內(nèi)能電能正極Bvd102021/2/22電場力

洛倫茲力112021/2/22電場力洛倫茲力112021/2/225．質(zhì)譜儀(1)用途：質(zhì)譜儀是一種測量帶電粒子質(zhì)量和分離

的儀器。同位素(2)原理：如右圖所示，離子源A產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(所受重力不計)。離子出來時速度很小(可忽略不計)，經(jīng)過電壓為U的電場加速后進入磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動，經(jīng)過半個周期到達記錄它的照相底片D上，測得它在D上的位置到入口處的距離為L，

122021/2/225．質(zhì)譜儀同位素(2)原理：如右圖所示，離子源A產(chǎn)生質(zhì)量為m又因m∝L2，不同質(zhì)量的同位素從不同處可得到分離，故質(zhì)譜儀又是分離同位素的重要儀器。132021/2/22又因m∝L2，不同質(zhì)量的同位素從不同處可得到分132021/磁場方向

電勢差

142021/2/22磁場方向電勢差142021/2/222.回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過狹縫都得到加速，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，離子源置于盒的圓心附近。若離子源射出的離子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回轉(zhuǎn)半徑Rm其運動軌跡如右圖所示。152021/2/222.回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得15202求：(1)兩個D形盒內(nèi)有無電場？(2)離子在D形盒內(nèi)做何種運動？(3)所加交流電頻率是多大？(4)離子離開加速器的速度為多大？最大動能為多少？【解析】

(1)扁盒由金屬導體制成，具有屏蔽外電場作用，所以盒內(nèi)無電場。(2)離子在盒內(nèi)做勻速圓周運動，每次加速之后半徑變大。(3)離子在電場中運動時間極短，因此高頻交變電壓頻率要符合離子回旋頻率。162021/2/22求：(1)兩個D形盒內(nèi)有無電場？【解析】(1)扁盒由金屬導172021/2/22172021/2/22182021/2/22182021/2/22帶電粒子在復合場中運動的一般思路

1．帶電粒子在復合場中運動的分析方法和一般思路(1)弄清復合場的組成。一般有磁場、電場的復合，磁場、重力場的復合，磁場、電場、重力場三者的復合。(2)正確受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別注意靜電力和磁場力的分析。(3)確定帶電粒子的運動狀態(tài)，注意運動情況和受力情況的結(jié)合。(4)對于粒子連續(xù)通過幾個不同情況的場的問題，要分階段進行處理。192021/2/22帶電粒子在復合場中運動的一般思路1．帶電粒子在復合場中運(5)畫出粒子運動軌跡，靈活選擇不同的運動規(guī)律。①當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時，根據(jù)受力平衡列方程求解。②當帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時，應用牛頓定律結(jié)合圓周運動規(guī)律求解。③當帶電粒子做復雜曲線運動時，一般用動能定理或能量守恒定律求解。④對于臨界問題，注意挖掘隱含條件。202021/2/22(5)畫出粒子運動軌跡，靈活選擇不同的運動規(guī)律。2020212．復合場中粒子重力是否考慮的三種情況(1)對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應當考慮其重力。(2)在題目中有明確說明是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡單。(3)不能直接判斷是否要考慮重力的，在進行受力分析與運動分析時，要由分析結(jié)果確定是否要考慮重力。212021/2/222．復合場中粒子重力是否考慮的三種情況212021/2/22(2010·福建理綜)如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場。一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上。已知同位素離子的電荷量為q(q＞0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應強度大小為B0的勻強磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響。(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大??；222021/2/22(2010·福建理綜)如圖所(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。【解題切點】

(1)速度選擇器中粒子被選中的只能做勻速直線運動。(2)垂直電場方向進入勻強電場粒子做類平拋運動。232021/2/22(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的242021/2/22242021/2/221．如右圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d＝0.10m，a、b間的電場強度為E＝5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B＝6.0T、方向垂直于紙面向里的勻強磁場。今有一質(zhì)量為m＝4.8×10－25kg、電荷量為q＝1.6×10－18C的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0＝1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫出)。不計板a、b的厚度，求P、Q之間的距離L。252021/2/221．如右圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距252代入數(shù)據(jù)解得θ＝30°粒子在磁場中做勻速圓周運動，圓心為O，半徑為r，如下圖所示，由幾何關(guān)系得262021/2/22代入數(shù)據(jù)解得θ＝30°262021/2/22【答案】

5.8cm272021/2/22【答案】5.8cm272021/2/221．帶電粒子在復合場中無約束情況下的運動(1)磁場力、重力并存①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動。②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復雜曲線運動，因F洛不做功，故機械能守恒，由此可求解問題。(2)電場力、磁場力并存(不計重力的微觀粒子)①若電場力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動。②若電場力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復雜曲線運動，因F洛不做功，可用動能定理求解問題。282021/2/221．帶電粒子在復合場中無約束情況下的運動282021/2/2(3)電場力、磁場力、重力并存①若三力平衡，一定做勻速直線運動。②若重力與電場力平衡，一定做勻速圓周運動。③若合力不為零且與速度方向不垂直，做復雜的曲線運動，因F洛不做功，可用能量守恒或動能定理求解問題。2．帶電粒子在復合場中有約束情況下的運動帶電體在復合場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，常見的運動形式有直線運動和圓周運動，此時解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點，用動能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運動定律求出結(jié)果。292021/2/22(3)電場力、磁場力、重力并存292021/2/22(2011·海淀模擬)如右圖所示，在水平地面上方有一范圍足夠大的互相正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域。磁場的磁感應強度為B，方向水平并垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面(垂直于磁場方向的平面)做速度大小為v的勻速圓周運動，重力加速度為g。3．帶電粒子在復合場中運動的臨界值問題由于帶電粒子在復合場中受力情況復雜、運動情況多變，往往出現(xiàn)臨界問題，這時應以題目中的”最大”、”最高”、”至少”等詞語為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解。302021/2/22(2011·海淀模擬)如(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向；(2)若某時刻微粒在場中運動到P點時，速度與水平方向的夾角為60°，如上圖所示，且已知P點與水平地面間的距離等于其做圓周運動的半徑。求該微粒運動到最高點時與水平地面間的距離；(3)當帶電微粒運動至最高點時，將電場強度的大小變?yōu)樵瓉淼?方向不變，且不計電場變化對原磁場的影響)，且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛妫髱щ娢⒘Ｂ渲恋孛鏁r的速度大小。312021/2/22(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向；312021/2/22【解題切點】

(1)當帶電微粒在復合場中做勻速圓周運動時，重力和電場力平衡，由洛倫茲力提供向心力。(2)正確地畫出運動軌跡，再由幾何關(guān)系找出最高點到地面的距離與軌道半徑r的關(guān)系。(3)由于洛倫茲力不做功，下落過程中重力和電場力做功，微粒做曲線運動，故運用動能定理解答比較方便?！窘馕觥?/p>

(1)由于帶電微?？梢栽陔妶觥⒋艌龊椭亓龉泊娴膮^(qū)域內(nèi)沿豎直平面做勻速圓周運動，它表明帶電微粒所受的電場力和重力大小相等、方向相反，因此電場強度的方向豎直向上。設(shè)電場強度為E，322021/2/22【解題切點】(1)當帶電微粒在復合場中做勻速圓周運動時，【332021/2/22332021/2/22342021/2/22342021/2/222.如右圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一與磁感線垂直且水平放置的、長為L的擺線，拴一質(zhì)量為m、帶有＋q電量的擺球，試求擺球通過最低位置時繩上的拉力F。352021/2/222.如右圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一與磁感3362021/2/22362021/2/22372021/2/22372021/2/22382021/2/22382021/2/221．(2011·福州模擬)如右圖所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強電場E。從兩板左側(cè)中點C處射入一束正離子(不計重力)，這些正離子都沿直線運動到右側(cè)，從d孔射出后分為三束，則下列判斷正確的是(

)A．這三束正離子的速度一定不相同B．這三束正離子的質(zhì)量一定不相同C．這三束正離子的電量一定不相同D．這三束正離子的比荷一定不相同392021/2/221．(2011·福州模擬)如右圖所示，a、b是一對平行金屬板【答案】

D402021/2/22【答案】D402021/2/222.地球大氣層外部有一層復雜的電離層，既分布有地磁場，也分布有電場。假設(shè)某時刻在該空間中有一小區(qū)域存在如右圖所示的電場和磁場；電場的方向在紙面內(nèi)斜向左下方，磁場的方向垂直紙面向里。此時一帶電宇宙粒子恰以速度v垂直于電場和磁場射入該區(qū)域，不計重力作用，則在該區(qū)域中，有關(guān)該帶電粒子的運動情況可能的是(

)A．仍做直線運動B．立即向左下方偏轉(zhuǎn)C．立即向右上方偏轉(zhuǎn)D．可能做勻速圓周運動412021/2/222.地球大氣層外部有一層復雜的電離層，既分布有地磁場，也分4【答案】

ABC422021/2/22【答案】ABC422021/2/223.如右圖所示，一個質(zhì)量為m的帶電液滴在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中的豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，那么該液滴(

)A．一定帶正電，且沿逆時針方向轉(zhuǎn)動B．一定帶負電，且沿順時針方向轉(zhuǎn)動C．一定帶負電，繞行方向不明D．帶什么電，繞行方向不確定432021/2/223.如右圖所示，一個質(zhì)量為m的帶電液滴在相互垂直的勻強電43【解析】

做勻速圓周運動，故qE＝mg，且豎直向上，則帶負電，在圓周上任找一位置受力分析，根據(jù)左手定則，四指指向負粒子運動的相反方向，即其順時針轉(zhuǎn)動，選B。【答案】

B442021/2/22【解析】做勻速圓周運動，故qE＝mg，且豎直向上，則帶444.如右圖所示，在長方形abcd區(qū)域內(nèi)有正交的電磁場，ab＝bc/2＝L，一帶電粒子從ad的中點垂直于電場和磁場方向射入，恰沿直線從bc邊的中點P射出，若撤去磁場，則粒子從c點射出；若撤去電場，則粒子將(重力不計)(

)A．從b點射出B．從b、P間某點射出C．從a點射出D．從a、b間某點射出452021/2/224.如右圖所示，在長方形abcd區(qū)域內(nèi)有正交的電磁場，4【答案】

C462021/2/22【答案】C462021/2/225.(2011·大同模擬)如右圖所示，寬度為l＝0.8m的某一區(qū)域存在相互垂直的勻強電場E與勻強磁場B，其大小E＝2×108

N/C，B＝10T。一帶正電荷的粒子以某一初速度由M點垂直電場和磁場方向射入，沿直線運動，從N點離開；若只撤去磁場，則粒子從P點射出且速度方向發(fā)生了45°的偏轉(zhuǎn)。求粒子的比荷(不計粒子的重力)。472021/2/225.(2011·大同模擬)如右圖所示，寬度為l＝0.8【答案】

2.5×106C/kg482021/2/22【答案】2.5×106C/kg482021/2/22492021/2/22492021/2/22謝謝！502021/2/22謝謝！502021/2/22第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中的運動512021/2/22第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四節(jié)帶電粒子在復合場中運動第四第四節(jié)帶電粒子在復合場中的運動

522021/2/22第四節(jié)帶電粒子在復合場中的運動22021/2/22532021/2/2232021/2/22一、復合場1．定義：復合場是指①

、②

、③

并存，或其中某兩種場并存，或分區(qū)域存在。2．三種場的比較電場磁場重力場mg

豎直向下

無關(guān)重力勢能qE

qvBsinθ

動能相同相反無關(guān)電勢能542021/2/22一、復合場電場磁場重力場mg豎直向下無關(guān)重力勢能qE3.帶電粒子在復合場中運動的幾種情況(1)當帶電粒子所受合力為零時，將處于?

或?

狀態(tài)。(2)當?

提供向心力，其余各力的合力為零時，帶電粒子做勻速圓周運動。(3)當帶電粒子所受合力大小與方向均變化時，將做非勻變速曲線運動。這類問題一般只能用能量關(guān)系來處理。靜止勻速直線運動洛倫茲力552021/2/223.帶電粒子在復合場中運動的幾種情況靜止勻速直線運動洛倫茲力1．一帶電粒子以初速度v0先后通過勻強電場E和勻強磁場B，如下圖甲所示，電場和磁場對粒子做功為W1；若把電場和磁場正交疊加后，如圖乙所示，粒子仍以v0＜的速度穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對粒子做功為W2(不計重力的影響)，則(

)562021/2/221．一帶電粒子以初速度v0先后通過勻強電場E和勻強磁場620【解析】

由于粒子仍以v0＜的速度穿過疊加場區(qū)，粒子不僅受電場力作用，還受到洛倫茲力作用，洛倫茲力方向與電場力方向相反，所以在甲區(qū)電場力做功多，乙區(qū)做功少。A．W1＝W2

B．W1＜W2C．W1＞W(wǎng)2D．無法比較【答案】

C572021/2/22【解析】由于粒子仍以v0＜的速度穿過疊加場區(qū)，二、帶電粒子在復合場中運動的典型應用帶電粒子在復合場中運動的重要應用，包括速度選擇器、回旋加速器、磁流體發(fā)電機、電磁流量計等。1．速度選擇器(如下圖所示)(1)平行板中電場強度E和磁感應強度B互相?

。這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。(2)帶電粒子能夠勻速沿直線通過速度選擇器的條件是?

，即v＝?

。垂直qE＝qvB582021/2/22二、帶電粒子在復合場中運動的典型應用(1)平行板中電場強度E2.回旋加速器(1)基本構(gòu)造：回旋加速器的核心部分是放置在磁場中的兩個D形的金屬扁盒(如右圖所示)，其基本組成為：①粒子源，②兩個D形金屬盒，③勻強磁場，④高頻電源，⑤粒子引出裝置。(2)工作原理①電場加速qU＝ΔEk相同

592021/2/222.回旋加速器(2)工作原理相同92021/2/22物體的內(nèi)能

電能

正極

Bvd

602021/2/22物體的內(nèi)能電能正極Bvd102021/2/22電場力

洛倫茲力612021/2/22電場力洛倫茲力112021/2/225．質(zhì)譜儀(1)用途：質(zhì)譜儀是一種測量帶電粒子質(zhì)量和分離

的儀器。同位素(2)原理：如右圖所示，離子源A產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(所受重力不計)。離子出來時速度很小(可忽略不計)，經(jīng)過電壓為U的電場加速后進入磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動，經(jīng)過半個周期到達記錄它的照相底片D上，測得它在D上的位置到入口處的距離為L，

622021/2/225．質(zhì)譜儀同位素(2)原理：如右圖所示，離子源A產(chǎn)生質(zhì)量為m又因m∝L2，不同質(zhì)量的同位素從不同處可得到分離，故質(zhì)譜儀又是分離同位素的重要儀器。632021/2/22又因m∝L2，不同質(zhì)量的同位素從不同處可得到分132021/磁場方向

電勢差

642021/2/22磁場方向電勢差142021/2/222.回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接，以便在盒間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過狹縫都得到加速，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，離子源置于盒的圓心附近。若離子源射出的離子電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回轉(zhuǎn)半徑Rm其運動軌跡如右圖所示。652021/2/222.回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得15202求：(1)兩個D形盒內(nèi)有無電場？(2)離子在D形盒內(nèi)做何種運動？(3)所加交流電頻率是多大？(4)離子離開加速器的速度為多大？最大動能為多少？【解析】

(1)扁盒由金屬導體制成，具有屏蔽外電場作用，所以盒內(nèi)無電場。(2)離子在盒內(nèi)做勻速圓周運動，每次加速之后半徑變大。(3)離子在電場中運動時間極短，因此高頻交變電壓頻率要符合離子回旋頻率。662021/2/22求：(1)兩個D形盒內(nèi)有無電場？【解析】(1)扁盒由金屬導672021/2/22172021/2/22682021/2/22182021/2/22帶電粒子在復合場中運動的一般思路

1．帶電粒子在復合場中運動的分析方法和一般思路(1)弄清復合場的組成。一般有磁場、電場的復合，磁場、重力場的復合，磁場、電場、重力場三者的復合。(2)正確受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別注意靜電力和磁場力的分析。(3)確定帶電粒子的運動狀態(tài)，注意運動情況和受力情況的結(jié)合。(4)對于粒子連續(xù)通過幾個不同情況的場的問題，要分階段進行處理。692021/2/22帶電粒子在復合場中運動的一般思路1．帶電粒子在復合場中運(5)畫出粒子運動軌跡，靈活選擇不同的運動規(guī)律。①當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時，根據(jù)受力平衡列方程求解。②當帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時，應用牛頓定律結(jié)合圓周運動規(guī)律求解。③當帶電粒子做復雜曲線運動時，一般用動能定理或能量守恒定律求解。④對于臨界問題，注意挖掘隱含條件。702021/2/22(5)畫出粒子運動軌跡，靈活選擇不同的運動規(guī)律。2020212．復合場中粒子重力是否考慮的三種情況(1)對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應當考慮其重力。(2)在題目中有明確說明是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡單。(3)不能直接判斷是否要考慮重力的，在進行受力分析與運動分析時，要由分析結(jié)果確定是否要考慮重力。712021/2/222．復合場中粒子重力是否考慮的三種情況212021/2/22(2010·福建理綜)如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場。一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上。已知同位素離子的電荷量為q(q＞0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應強度大小為B0的勻強磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響。(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大小；722021/2/22(2010·福建理綜)如圖所(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)?！窘忸}切點】

(1)速度選擇器中粒子被選中的只能做勻速直線運動。(2)垂直電場方向進入勻強電場粒子做類平拋運動。732021/2/22(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的742021/2/22242021/2/221．如右圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d＝0.10m，a、b間的電場強度為E＝5.0×105N/C，b板下方整個空間存在著磁感應強度大小為B＝6.0T、方向垂直于紙面向里的勻強磁場。今有一質(zhì)量為m＝4.8×10－25kg、電荷量為q＝1.6×10－18C的帶正電的粒子(不計重力)，從貼近a板的左端以v0＝1.0×106m/s的初速度水平射入勻強電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進入勻強磁場，最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫出)。不計板a、b的厚度，求P、Q之間的距離L。752021/2/221．如右圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距252代入數(shù)據(jù)解得θ＝30°粒子在磁場中做勻速圓周運動，圓心為O，半徑為r，如下圖所示，由幾何關(guān)系得762021/2/22代入數(shù)據(jù)解得θ＝30°262021/2/22【答案】

5.8cm772021/2/22【答案】5.8cm272021/2/221．帶電粒子在復合場中無約束情況下的運動(1)磁場力、重力并存①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動。②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復雜曲線運動，因F洛不做功，故機械能守恒，由此可求解問題。(2)電場力、磁場力并存(不計重力的微觀粒子)①若電場力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運動。②若電場力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復雜曲線運動，因F洛不做功，可用動能定理求解問題。782021/2/221．帶電粒子在復合場中無約束情況下的運動282021/2/2(3)電場力、磁場力、重力并存①若三力平衡，一定做勻速直線運動。②若重力與電場力平衡，一定做勻速圓周運動。③若合力不為零且與速度方向不垂直，做復雜的曲線運動，因F洛不做功，可用能量守恒或動能定理求解問題。2．帶電粒子在復合場中有約束情況下的運動帶電體在復合場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，常見的運動形式有直線運動和圓周運動，此時解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點，用動能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運動定律求出結(jié)果。792021/2/22(3)電場力、磁場力、重力并存292021/2/22(2011·海淀模擬)如右圖所示，在水平地面上方有一范圍足夠大的互相正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域。磁場的磁感應強度為B，方向水平并垂直于紙面向里。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電微粒在此區(qū)域內(nèi)沿豎直平面(垂直于磁場方向的平面)做速度大小為v的勻速圓周運動，重力加速度為g。3．帶電粒子在復合場中運動的臨界值問題由于帶電粒子在復合場中受力情況復雜、運動情況多變，往往出現(xiàn)臨界問題，這時應以題目中的”最大”、”最高”、”至少”等詞語為突破口，挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解。802021/2/22(2011·海淀模擬)如(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向；(2)若某時刻微粒在場中運動到P點時，速度與水平方向的夾角為60°，如上圖所示，且已知P點與水平地面間的距離等于其做圓周運動的半徑。求該微粒運動到最高點時與水平地面間的距離；(3)當帶電微粒運動至最高點時，將電場強度的大小變?yōu)樵瓉淼?方向不變，且不計電場變化對原磁場的影響)，且?guī)щ娢⒘Ｄ苈渲恋孛?，求帶電微粒落至地面時的速度大小。812021/2/22(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向；312021/2/22【解題切點】

(1)當帶電微粒在復合場中做勻速圓周運動時，重力和電場力平衡，由洛倫茲力提供向心力。(2)正確地畫出運動軌跡，再由幾何關(guān)系找出最高點到地面的距離與軌道半徑r的關(guān)系。(3)由于洛倫茲力不做功，下落過程中重力和電場力做功，微粒做曲線運動，故運用動能定理解答比較方便?！窘馕觥?/p>

(1)由于帶電微?？梢栽陔妶?、磁場和重力場共存的區(qū)域內(nèi)沿豎直平面做勻速圓周運動，它表明帶電微粒所受的電場力和重力大小相等、方向相反，因此電場強度的方向豎直向上。設(shè)電場強度為E，822021/2/22【解題切點】(1)當帶電微粒在復合場中做勻速圓周運動時，【832021/2/22332021/2/22842021/2/22342021/2/222.如右圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一與磁感線垂直且水平放置的、長為L的擺線，拴一質(zhì)量為m、帶有＋q電量的擺球，試求擺球通過最低位置時繩上的拉力F。852021/2/222.如右圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一與磁感3862021/2/22362021/2/22872021/2/22372021/2/22882021/2/22382021/2/221．(2011·福州模擬)如右圖所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強磁場，磁感應強度大小