Question

【高中物理电磁复合场】“带电粒子在电磁场中运动专题”练习技巧与方法!

Answer 1

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。