专题12 带电粒子在复合场中的运动 （解析版）-2023年高考物理计算题专项突破

3.0 envi 2024-12-31 5 4 4.69MB 40 页 3知币
侵权投诉
专题 12 带电粒子在复合场中的运动
1.库仑定律： ；
2.电场强度： ， ；
3.静电力做功： ， ， ；
4.电势： ；
5.电势差： ， ， ；
6.电容： ， ；
7.安培力： ；
8.洛伦兹力： ；
9.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动：
① 半径： ；
② 周期： ；
③ 运动时间： 或。
在解带电粒子在复合场中的运动的计算题时，一般有两种情况。
一、带电粒子在组合场中运动
1.确定组合场是电场+磁场组合还是磁场+电场组合；（以粒子进入场的先后顺序作为参考来确定）
2.对带电粒子在组合场中的运动进行分析：
（1）粒子在电场中的运动是匀变速直线运动还是类平抛运动（平行电场方向.垂直电场方向）；
（2）粒子在磁场中的运动：匀速直线运动和匀速圆周运动。
3.列方程求解：
（1）利用牛顿运动定律求解加速度；
（2）利用运动学规律求解位移；
（3）利用功能关系求解动能和势能；
（4）利用匀速圆周运动规律及几何知识求解半径.速度以及磁感应强度等。
二、带电粒子在叠加场中的运动
1.先确定是电场+磁场叠加还是电场+磁场+重力场叠加。
2.对带电粒子在叠加场中的运动进行受力分析：先分析重力.电场力.洛伦兹力等场力，再分析弹力.摩擦力
和其他力。
3.对运动过程进行分析
（1）匀速直线运动（平衡条件）；
（2）匀变速直线运动（牛顿运动定律和运动学公式）；
（3）匀速圆周运动（牛顿运动规律和圆周运动规律）；
（4）复杂曲线运动（动量定理和能量守恒定律）。
4.结合已知量.未知量和题意，选择适当的规律，列出方程求解。
一、带电粒子在复合场中的受力
复合场：指电场.磁场和重力场并存，或其中两个场并存，或分区域存在。粒子连续运动时，一般要同时考
虑电场力、洛伦兹力和重力的作用。抓住三个力的特点是分析和求解相关问题的前提和基础。
1.重力：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：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：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。
二 、带电粒子在复合场中运动的力学观点
带电粒子在复合场中的运动问题是力学和电学知识的一次“大综合”，其分析方法和力学综合问题的分析
方法基本相同，只是在受力分析时多加了电场力和洛伦兹力，在考虑能量转化时多了电势能。基本思路如
下：
1.正确的受力分析：除重力、弹力、摩擦力外，要特别注意电场力和洛伦兹力的分析搞清场和力的空间方
向及关系。
2.正确的运动分析：即根据受力情况进一步明确物体的运动情况，找出物体的速度.位置及其变化规律，分
析运动过程。如果出现临界状态，要分析临界条件。
3.运用动力学三大方法解决问题。
① 牛顿运动定律与运动学公式；
② 用动量观点分析，包括动量定理.动量守恒定律；
③ 用能量观点分析，包括动能定理.机械能（或能量转化）守恒定律。
要针对不同的问题.模型灵活选用，必须弄清各种规律的成立条件与适用范围。
三 、带电粒子在复合场中的几种典型运动
1.直线运动
自由的带电粒子（无轨道约束）在匀强电场.匀强磁场和重力场中做的直线运动应是匀速直线运动，除非运
动方向沿匀强磁场方向而粒子不受洛伦兹力，这是因为电场力和重力都是恒力，当速度变化时，会引起洛
伦兹力的变化，合力也相应的发生变化，粒子的运动方向就要改变而做曲线运动。
带电粒子在复合场中的直线运动有三种：
（1）匀速直线运动：当带电粒子在复合场中所受到的合力为零时，带电粒子可以做匀速直线运动。
（2）匀变速直线运动：当带电粒子在复合场中受到的合力为恒力时，带电粒子将做匀变速直线运动。当
带电粒子受到洛伦兹力作用时，要做匀变速直线运动，一般要在光滑平面上或穿在光滑杆上。
（3）变加速直线运动：当一带电粒子在复合场中受到合力为变力时，带电粒子可做变加速直线运动。这
一类题对学生的能力要求很高，要正确解答这类问题，必须能够正确地分析物理过程，弄清加速度、速度
的变化规律。
2.匀速圆周运动
带电粒子进入匀强电场.匀强磁场和重力场共存的复合场中，电场力和重力相平衡，粒子运动方向与匀强磁
场方向相垂直时，带电粒子就在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。可等效为仅在洛伦兹力作用下的匀速圆
周运动。
专题12 带电粒子在复合场中的运动 （解析版）-2023年高考物理计算题专项突破.docx

共40页,预览5页

还剩页未读， 继续阅读

相关推荐

更多
立即下载
作者：envi 分类：高中 价格：3知币 属性：40 页 大小：4.69MB 格式：DOCX 时间：2024-12-31

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务

作者详情

相关内容

更多

推荐作者

热门标签

大联考 高考地理 英语真题 听力 语法填空 石家庄 数学竞赛 读后续写 英语阅读 深圳中学
/ 40
评分 收藏
分享
立即下载
客服
关注