带电粒子在复合场中的运动学案-人教课标版(优秀教案)

带电粒子在复合场中的运动一、知识回顾．复合场：一个空间可以同时存在几个场，如重力场，电场，磁场等。当一个带电粒子进入这个空间后，可能受到重力，电场力，洛伦兹力等。．什么情况能忽略带电体重力的情况下？⑴基本粒子，如电子，质子，粒子，离子等不考虑重力⑵带电小球、油滴应考虑重力⑶对未知名的，题中又没有明确交代的带电粒子是否考虑重力，则应根据题给物理过程及隐含条件具体分析后作出符合实际的决定。．三个力特点：大小方向做功特点重力竖直向下做功只与始、末高度差有关电场力带正电粒子受力与电场方向相同，负电相反做功只与始、末位置有关洛伦兹力左手定则（洛⊥）始终不做功．若带电粒子同时受重力、电场力和洛仑兹力作用，请思考下面两个问题【问题】带电粒子能否做直线运动？该直线运动一定是匀速直线运动吗？【问题】带电粒子能否做匀速圆周运动？若能，请你说明条件；若不能，请你说明理由。思考：在竖直平面内，若要使带电小球沿着直线作匀速直线运动,则要向哪个方向加一个匀强磁场呢?电荷的电性应如何呢?一个带电微粒在图示的正交匀强电场为和匀强磁场为中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带，旋转方向为。若已知圆半径为，电场强度为磁感应强度为，则线速度为。(已知重力加速度为)二、典型例题例．如图所示，一带电小球从两竖直的带等量异种电荷的平行板上方处自由落下，两板间存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电小球通过正交的电场和磁场时（）可能做匀速直线运动可能做匀加速直线运动可能做直线运动一定做曲线运动例．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为、、，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压．若用表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），下列说法中正确的是（）．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大．污水流量与成正比，与、无关例．如图所示的空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场质量为、带电量为的小球套在粗糙的并足够长的竖直绝缘杆上由静止开始下滑，已知＞μ，则().小球的加速度不断减小，直至为.小球的加速度先增大后减小，最终为.小球的速度先增大后减小，最终为匀速.小球的动能不断增大，直到某一最大值常见题型：电场和磁场成独立区域例．如图所示，在平面上内，轴上方有磁感应强度为，方向垂直平面指向纸里的匀强磁场，轴下方有场强为、方向沿轴负方向的匀强电场，现将一质量为，电量为的电子，从轴上点由静止释放，电子在第四次到达轴时交点为点，点到原点的距离为.（）点到原点的距离.（）电子从点运动到点所用的时间.常见题型.电场和磁场共存区域例（年高考江苏卷）在场强为的水平匀强磁场中,一质量为、带正电的小球在静止释放，小球的运动曲线如图所示．已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到轴距离的倍，重力加速度为．求：⑴小球运动到任意位置（，）的速率；⑵小球在运动过程中第一次下降的最大距离；⑶当在上述磁场中加一竖直向上场强为（＞qmg）的匀强电场时，小球从静止释放后获得的最大速率．三．小结：带电粒子在复合场中的运动可能是匀速直线运动，可能是匀速圆周运动，也可能是一般曲线运动因此解决复合场运动问题的解题步骤是：.受力分析。.根据受力分析情况确定粒子的运动，并画出运动的轨迹。.根据运动轨迹同时充分发掘题目中的隐含条件找寻数学和物理方面的方程求解应用：速度选择器磁流体发电机电磁流量计霍尔效应四．作业金榜配套练习五．课后思考如图所示，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.磁感强度.有一个质量×-4kg、带电量×-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.答案：问题可以一定问题能电场力和重力平衡，洛伦兹力提供向心力思考：垂直于纸面向里正电负逆时针EBrg例例例例：EmeLB3222Bem2EBL43例解：⑴洛伦兹力不做功，由动能定理得：221mvmgy①解：得gyv2②⑵设在最大距离处的速率为，根据圆周运动有：RvmmgBqvmm2③且由②知：mmgyv2④由③④及myR2解得：2222Bqgmym⑶小球运动如图所示由动能定理得：221)(mmmvymgqE⑥由圆周运动得：RvmqEmgBqvmm2⑦且由⑥⑦及myR2解得：)(2mgqEqBvm学习是一件增长知识的工作，在茫茫的学海中，或许我们困苦过，在艰难的竞争中，或许我们疲劳过，在失败的阴影中，或许我们失望过。但我们发现自己的知识在慢慢的增长，从哑哑学语的婴儿到无所不能的青年时，这种奇妙而巨大的变化怎能不让我们感到骄傲而自豪呢？当我们在学习中遇到困难而艰难的战胜时，当我们在漫长的奋斗后成功时，那种无与伦比的感受又有谁能表达出来呢？因此学习更是一件愉快的事情，只要我们用另一种心态去体会，就会发现有学习的日子真好！如果你热爱读书，那你就会从书籍中得到灵魂的慰藉；从书中找到生活的榜样；从书中找到自己生活的乐趣；并从中不断地发现自己，提升自己，从而超越自己。明天会更好，相信自己没错的！我们一定要说积极向上的话。只要持续使用非常积极的话语，就能积累起相关的重要信息，于是在不经意之间，我们就已经行动起来，并且逐渐把说过的话变成现实。