高三期末-高三期末帶電粒子在電場中的運動

2019-01-15 22:10:34 　來源：網(wǎng)絡整理

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　　高三期末-高三期末帶電粒子在電場中的運動(一)

　　1、帶電粒子在電場中運動

　　(1)勻加速運動：

　　注意1：求解時間時，用運動學公式。

　　注意2：求解某一方向運動時，也可利用動能定理。

　　(2)類平拋運動：

　　2、帶電粒子在磁場中運動

　　(1)勻速直線運動：利用平衡條件。

　　(2)勻速圓周運動：

　　其中R、θ主要通過幾何關系確定。

　　(3)關于“幾何關系”

　　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)角等于圓周運動的圓心角等。

　　3、圓周運動的圓心確定方法

　　方法1：已知軌跡上兩點的速度方向

　　方法2：已知軌跡上的兩點和其中一點的速度方向

　　方法3：已知軌跡上一點的速度方向和半徑R

　　方法4：已知軌跡上的兩點和半徑R

　　4、帶電粒子在有界磁場中運動的極值問題

　　(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌跡與邊界相切。

　　(2)當速度v一定時，弧長(或弦長)越大，圓周角越大，則時間越長。

　　(3)磁場邊界的較小面積。

　　5、關鍵字解題法

　　(1)恰好做勻速直線運動：F合=0

　　(2)恰好做勻速圓周運動：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，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動(二)

　　二、不計重力的帶電粒子在電場中的運動

　　1.帶電粒子在電場中加速

　　當電荷量為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：

　　這個關系式對任意靜電場都是適用的。

　　2.帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)

　　三、不計重力的帶電粒子在磁場中的運動

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

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

　　高三期末-高三期末帶電粒子在電場中的運動(三)

　　四、帶電粒子在復合場中的運動

　　1.高中階段所涉及的復合場有四種組合形式：

　�、匐妶雠c磁場的復合場。

　�、诖艌雠c重力場的復合場。

　�、垭妶雠c重力場的復合場。

　�、茈妶�、磁場與重力場的復合場。

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

　　因此應把帶電粒子的運動情況和受力情況結(jié)合起來進行分析。當帶電粒子在復合場中所受的合外力為零時，帶電粒子做勻速直線運動(如速度選擇器);當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，帶電粒子在垂直磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動;當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，粒子做非勻變速曲線運動，運動軌跡也隨之不規(guī)范地變化。因此，要確定粒子的運動情況，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。當帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時，f洛=0;當帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直時，f洛=qvB。當洛倫茲力的方向垂直于速度v和磁感應強度B所決定的平面時，無論帶電粒子做什么運動，洛倫茲力都不做功。

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

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

　　4.帶電粒子在復合場中的運動的分析方法

　　(1)當帶電粒子在復合場中做勻速運動時，應根據(jù)平衡條件列方程求解。

　　(2)當帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時，往往應用牛頓第二定律和平衡條件列方程聯(lián)立求解。

　　(3)當帶電粒子在復合場中做非勻速曲線運動時，應選用動能定理或動量守恒定律列方程求解。

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