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带电粒子在电场中的运动知识总结

2019-05-10 05:10 网络整理教案网

加速运动力的大小_取向力诱导力大小比较_色散力取向力大小比较

3．电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛仑兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直。

4．电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小。

5．电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛仑兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能。

6．匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛仑兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧。

知识归纳

一、方法总结

1、带电粒子在电场中运动

（1）匀加速运动：

注意1：求解时间时，用运动学公式。

注意2：求解某一方向运动时，也可利用动能定理。

（2）类平抛运动：

2、带电粒子在磁场中运动

（1）匀速直线运动：利用平衡条件。

（2）匀速圆周运动：

其中R、θ主要通过几何关系确定。

（3）关于“几何关系”

取向力诱导力大小比较_加速运动力的大小_色散力取向力大小比较

注意1：确定圆心方法：利用三角函数、勾股定理等。

注意2：确定圆心角方法：利用速度的偏转角等于圆周运动的圆心角等。

3、圆周运动的圆心确定方法

方法1：已知轨迹上两点的速度方向

方法2：已知轨迹上的两点和其中一点的速度方向

方法3：已知轨迹上一点的速度方向和半径R

方法4：已知轨迹上的两点和半径R

4、带电粒子在有界磁场中运动的极值问题

（1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。

（2）当速度v一定时，弧长（或弦长）越大，圆周角越大，则时间越长。

（3）磁场边界的最小面积。

5、关键字解题法

（1）恰好做匀速直线运动：F合=0

（2）恰好做匀速圆周运动：除洛伦兹力外，其它力合力为零。

6、对称规律解题法

（1）从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。

（2）在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出。

（3）在圆形磁场区域内，不沿径向射入的粒子，也满足对称性。

色散力取向力大小比较_取向力诱导力大小比较_加速运动力的大小

不计重力的带电粒子在电场中的运动

1．带电粒子在电场中加速

当电荷量为q、质量为m、初速度为v0的带电粒子经电压U加速后，速度变为vt，由动能定理得：

这个关系式对任意静电场都是适用的。加速运动力的大小

2．带电粒子在匀强电场中的偏转

不计重力的带电粒子在磁场中的运动

1．匀速直线运动：若带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向平行，则粒子做匀速直线运动。

2．匀速圆周运动：若带电粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，则粒子做匀速圆周运动。

带电粒子在复合场中的运动

1．高中阶段所涉及的复合场有四种组合形式：

①电场与磁场的复合场。

②磁场与重力场的复合场。

③电场与重力场的复合场。

④电场、磁场与重力场的复合场。

2．带电粒子在复合场中的运动性质取决于带电粒子所受的合外力及初速度

一个相对于地面静止的物体，当外力使其运动时，物体就获得了动能mv21/2，一旦外力停止对其作用，由于能量不能凭空产生，也不能凭空消失，则物体获得的动能就使物体的运动速度保持不变，由于这时外力停止对它作用，根据牛顿第二定律，没有外力来改变它的运动方向，故物体就处在直线匀速运动状态。24. 如图甲所示,为质谱仪的原理示意图.质量为m的带正电粒子从靜止开始经过电势差为u的电场加速巵，从g点沿纸面垂真于直线mn进入偏转磁场.该偏转磁场是一个以直线mn为上边界、方向垂直于纸面向外、磁感应强度为b的勻强磁场,带电粒子经偏转磁场后，最终打在照相底片上的.h点.测得g、h间的距离为d,粒子的重力忽略不计.求：。在受力分析过程中，特别是在“力、电、磁”综合问题中，第一步就是受力分析，虽然解题思路正确，但考生往往就是因为分析漏掉一个力（甚至重力），就少了一个力做功，从而得出的答案与正确结果大相径庭，痛失整题分数。

3．带电粒子所受三种场力的特征

(1)洛伦兹力的大小跟速度方向与磁场方向的夹角有关。当带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，f洛＝0；当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，f洛＝qvB。当洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面时，无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功。

加速运动力的大小_色散力取向力大小比较_取向力诱导力大小比较

设带正电粒子的质量为m，电荷量为q，狭缝间加速电压大小为u，粒子源产生的带电粒子，经电场加速第一次进入左半盒时速度和半径分别为。断开开关s，粒子将向下运动答案b解析穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增加，由楞次定律可知，平行板电容器的上极板电势高，下极板电势低，板间存在向下的电场，粒子受到竖直向下的重力而静止，因此粒子受到的电场力方向向上，电场力方向与场强方向相反，粒子带负电，故a错误。 2．尖端放电由于导体尖端的_________很大，其附近电场_____，使周围中性空气分子电离，变成带电离子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的__________，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被____到尖端，跟尖端上的电荷_____，这相当于尖端_____电荷，这个现象叫尖端放电。

(3)重力的大小为mg，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，还与其始末位置的高度差有关。

4．带电粒子在复合场中的运动的分析方法

(1)当带电粒子在复合场中做匀速运动时，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速曲线运动时，应选用动能定理或动量守恒定律列方程求解。

经典例题

3)s-001、s-002 清洗效果对照:取清洗剂s-001 与s-002 分别进行清洗对照试验(清洗条件相同),每种清洗剂进行3 次平行试验,清洗剂 s-001 的平行试验如图4 所示。每块电子收集板的长边与金属板a边长等长，长边水平放置，与金属板a 的一边平行，宽小于金属板a、b之间的距离，宽边垂直水平面（如图2所示）。自举电路如图1所示，其工作原理如下：q2导通期间将vs的电位拉低到地，vcc通过自举电阻rbs和自举二极管dbs给自举电容cbs充电，通过电容cbs在vb和vs之间形成一个悬浮电源给上桥臂主开关器件q1供电。