《三维设计》2014 届高三物理一轮教学案(14 年预测+目标定位+规律总结):8
3 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动[想一想]带电粒子在复合场中什么时候静止或做直线运动
什么时候做匀速圆周运动
[提示] 当带电粒子在复合场中所受 合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线运动
当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内将做匀速圆周运动
2.复合场中带电粒子在重力、电场力(为恒力时)、洛伦兹力三个力作用下能做匀变速直线运动吗
[提示] 不能,因为重力和电场力为恒力,而洛伦兹力随速度的增加而增加,故三力的合力一定发生变化
带电粒子不能做匀变速直线运动
[记一记]1.复合场复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存,或分区域存在
从场的复合形式上一般可分为如下四种情况:①相邻场;②重叠场;③交替场;④交变场
2.带电粒子在复合场中的运动分类(1)静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线运动
(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动
(3)较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线
(4)分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成
[试一试]1
地球大气层外部有一层复杂的电离层,既分布有地磁场,也分布有电场
假设某时刻在该空间中有一小区域存在如图 8-3-1 所示的电场和磁场;电场的方向在纸面内斜向左下方,磁场的方向垂直纸面向里
此时一带电宇宙粒子恰以速度 v 垂直于电场和磁场射入该