高三期末-高三期末帶電粒子在電場中的運(yùn)動

2019-01-15 22:10:34 　來源：網(wǎng)絡(luò)整理

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　　高三期末-高三期末帶電粒子在電場中的運(yùn)動(一)

　　1、帶電粒子在電場中運(yùn)動

　　(1)勻加速運(yùn)動：

　　注意1：求解時(shí)間時(shí)，用運(yùn)動學(xué)公式。

　　注意2：求解某一方向運(yùn)動時(shí)，也可利用動能定理。

　　(2)類平拋運(yùn)動：

　　2、帶電粒子在磁場中運(yùn)動

　　(1)勻速直線運(yùn)動：利用平衡條件。

　　(2)勻速圓周運(yùn)動：

　　其中R、θ主要通過幾何關(guān)系確定。

　　(3)關(guān)于“幾何關(guān)系”

　　注意1：確定圓心方法：利用三角函數(shù)、勾股定理等。

　　注意2：確定圓心角方法：利用速度的偏轉(zhuǎn)角等于圓周運(yùn)動的圓心角等。

　　3、圓周運(yùn)動的圓心確定方法

　　方法1：已知軌跡上兩點(diǎn)的速度方向

　　方法2：已知軌跡上的兩點(diǎn)和其中一點(diǎn)的速度方向

　　方法3：已知軌跡上一點(diǎn)的速度方向和半徑R

　　方法4：已知軌跡上的兩點(diǎn)和半徑R

　　4、帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動的極值問題

　　(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡與邊界相切。

　　(2)當(dāng)速度v一定時(shí)，弧長(或弦長)越大，圓周角越大，則時(shí)間越長。

　　(3)磁場邊界的較小面積。

　　5、關(guān)鍵字解題法

　　(1)恰好做勻速直線運(yùn)動：F合=0

　　(2)恰好做勻速圓周運(yùn)動：除洛倫茲力外，其它力合力為零。

　　6、對稱規(guī)律解題法

　　(1)從同一邊界射入的粒子，又從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等。

　　(2)在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，一定沿徑向射出。

　　(3)在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，不沿徑向射入的粒子，也滿足對稱性。

　　高三期末-高三期末帶電粒子在電場中的運(yùn)動(二)

　　二、不計(jì)重力的帶電粒子在電場中的運(yùn)動

　　1.帶電粒子在電場中加速

　　當(dāng)電荷量為q、質(zhì)量為m、初速度為v0的帶電粒子經(jīng)電壓U加速后，速度變?yōu)関t，由動能定理得：

　　這個(gè)關(guān)系式對任意靜電場都是適用的。

　　2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)

　　三、不計(jì)重力的帶電粒子在磁場中的運(yùn)動

　　1.勻速直線運(yùn)動：若帶電粒子的速度方向與勻強(qiáng)磁場的方向平行，則粒子做勻速直線運(yùn)動。

　　2.勻速圓周運(yùn)動：若帶電粒子的速度方向與勻強(qiáng)磁場的方向垂直，則粒子做勻速圓周運(yùn)動。

　　高三期末-高三期末帶電粒子在電場中的運(yùn)動(三)

　　四、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動

　　1.高中階段所涉及的復(fù)合場有四種組合形式：

　�、匐妶雠c磁場的復(fù)合場。

　�、诖艌雠c重力場的復(fù)合場。

　　③電場與重力場的復(fù)合場。

　�、茈妶�、磁場與重力場的復(fù)合場。

　　2.帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動性質(zhì)取決于帶電粒子所受的合外力及初速度

　　因此應(yīng)把帶電粒子的運(yùn)動情況和受力情況結(jié)合起來進(jìn)行分析。當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為零時(shí)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(如速度選擇器);當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力等值、反向，由洛倫茲力提供向心力時(shí)，帶電粒子在垂直磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動;當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，且與初速度的方向不在一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動，運(yùn)動軌跡也隨之不規(guī)范地變化。因此，要確定粒子的運(yùn)動情況，必須明確有幾種場，粒子受幾種力，重力是否可以忽略。

　　3.帶電粒子所受三種場力的特征

　　(1)洛倫茲力的大小跟速度方向與磁場方向的夾角有關(guān)。當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時(shí)，f洛=0;當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直時(shí)，f洛=qvB。當(dāng)洛倫茲力的方向垂直于速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所決定的平面時(shí)，無論帶電粒子做什么運(yùn)動，洛倫茲力都不做功。

　　(2)電場力的大小為qE，方向與電場強(qiáng)度E的方向及帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)有關(guān)。電場力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的電荷量有關(guān)外，還與其始末位置的電勢差有關(guān)。

　　(3)重力的大小為mg，方向豎直向下。重力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的質(zhì)量有關(guān)外，還與其始末位置的高度差有關(guān)。

　　4.帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動的分析方法

　　(1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速運(yùn)動時(shí)，應(yīng)根據(jù)平衡條件列方程求解。

　　(2)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，往往應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解。

　　(3)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做非勻速曲線運(yùn)動時(shí)，應(yīng)選用動能定理或動量守恒定律列方程求解。

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