带电粒子在电场和重力场复合场中的运动优秀课件
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第三课时带电粒子在复合场中的运动省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
第第1166页页
典例剖析
【例1】 如图所示,匀强磁场垂直纸面对里,有一足够长旳等
腰三角形绝缘滑槽,两侧斜槽与水平面夹角为α,在斜槽顶点
两侧各放一种质量相等､带等量负电荷旳小球A和B,两小球
与斜槽旳动摩擦因数相等,且μ< 止释放,下面说法正确旳是( )
ta将n两 小, 球同步由静
2
第第1177页页
A.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA=aB B.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA>aB C.两球沿斜槽都做变加速运动,且aA>aB D.两球沿斜槽旳最大位移关系是:sA=sB
第第2200页页
(1)洛伦兹力为零(即v与B平行),重力与电场力平衡,做匀速直 线运动;或重力与电场力旳合力恒定做匀变速运动.
(2)洛伦兹力F与速度v垂直,且与重力和电场力旳合力(或其中 一种力)平衡.做匀速直线运动.
第第2211页页
2.当带电粒子所受合外力充当向心力,带电粒子做匀速圆周运 动.因为一般情况下,重力和电场力为恒力,故不能充当向心 力,所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡,洛伦兹力 充当向心力.
典例剖析 【例2】 如图所示,在空间存在着水平方向旳匀强磁场和竖直
方向旳匀强电场,电场强度为E,磁感应强度为B.在某点由静 止释放一种带电液滴a,它运动到最低点处,恰与一种原来处 于静止旳液滴b相撞,相撞后两液滴合为一体,沿水平方向做 直线运动.已知液滴a质量是液滴b质量旳2倍,液滴a所带电 荷量是液滴b所带电荷量旳4倍.求两液滴旳初始位置之间 旳高度差h(设a、b之间旳静电力能够不计).
a mg FN g (qE qvB)
m
m
由上式知a随v旳增长而增长,即小球做加速度增长旳加速运动
. 当qvB=qE,即速度增大 v E 时,
典例剖析
【例1】 如图所示,匀强磁场垂直纸面对里,有一足够长旳等
腰三角形绝缘滑槽,两侧斜槽与水平面夹角为α,在斜槽顶点
两侧各放一种质量相等､带等量负电荷旳小球A和B,两小球
与斜槽旳动摩擦因数相等,且μ< 止释放,下面说法正确旳是( )
ta将n两 小, 球同步由静
2
第第1177页页
A.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA=aB B.两球沿斜槽都做匀加速运动,且aA>aB C.两球沿斜槽都做变加速运动,且aA>aB D.两球沿斜槽旳最大位移关系是:sA=sB
第第2200页页
(1)洛伦兹力为零(即v与B平行),重力与电场力平衡,做匀速直 线运动;或重力与电场力旳合力恒定做匀变速运动.
(2)洛伦兹力F与速度v垂直,且与重力和电场力旳合力(或其中 一种力)平衡.做匀速直线运动.
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2.当带电粒子所受合外力充当向心力,带电粒子做匀速圆周运 动.因为一般情况下,重力和电场力为恒力,故不能充当向心 力,所以一般情况下是重力恰好与电场力相平衡,洛伦兹力 充当向心力.
典例剖析 【例2】 如图所示,在空间存在着水平方向旳匀强磁场和竖直
方向旳匀强电场,电场强度为E,磁感应强度为B.在某点由静 止释放一种带电液滴a,它运动到最低点处,恰与一种原来处 于静止旳液滴b相撞,相撞后两液滴合为一体,沿水平方向做 直线运动.已知液滴a质量是液滴b质量旳2倍,液滴a所带电 荷量是液滴b所带电荷量旳4倍.求两液滴旳初始位置之间 旳高度差h(设a、b之间旳静电力能够不计).
a mg FN g (qE qvB)
m
m
由上式知a随v旳增长而增长,即小球做加速度增长旳加速运动
. 当qvB=qE,即速度增大 v E 时,
第2章专题：带电粒子在电场和重力场中的运动课件(共25张PPT)高一物理鲁科版(2019)必修三
2.如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N间距离L＝15 cm， 接上直流电源。上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h＝20 cm处的 B点，有一小油滴自由落下。已知小油滴的电荷量Q＝－3.5×10－14 C，质 量m＝3.0×10－9 kg。当小油滴到达下极板时，速度恰好为零。(不计空气 阻力，g＝10 m/s2) (1)求两极板间的电场强度大小E；
(2)几何最高点(最低点)与物理最高点(最低点) ①几何最高点(最低点)：是指图形中所画圆的最上(下)端，是符合人视觉习惯 的最高点(最低点)。 ②物理最高点(最低点)：是指“等效重力F合”的反向延长线过圆心且与圆轨道 的交点，即物体在圆周运动过程中速度最小(大)的点。
导练
5.(多选)如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一 根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球， 小球电荷量大小为q。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速 度且恰能绕O点在竖直平面内顺时针做圆周运动，重力加速度为g。下列说法 正确的是
√A.匀强ห้องสมุดไป่ตู้场的电场强度大小 E＝mgtqan θ √B.小球动能的最小值为 Ek＝2mcogsLθ
C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D.小球从初始位置开始，在竖直平面内顺时针运动一周的过程中，其电势能先
减小后增大
如图所示，小球静止时细线与竖直方向成θ角，
小球受重力、拉力和静电力，三力平衡，可
导练
1.(多选)(2023·福建厦门大同中学高二阶段练习)如图所示，竖直放置的平 行金属板与一电池连接，一个带电微粒沿图中直线以一定的初速度进入 电场，方向如图所示，运动轨迹为直线。则下列说法正确的是
√A.微粒带正电
高二物理课件《带电粒子在复合场中的运动》课件
E B
m g cos S 2 2 q B sin
2 2
θ
m cot t qB
【例4】质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的
绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。匀强电场 和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感 应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足 够长，电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球 的最大加速度和最大速度。 mg E v am=g Bq B
电场、磁场、重力场 共同作用情况分析
zxxk
【例1】如图所示，一带电微粒从两竖直的带等量异 种电荷的平板上方h处自由落下，两板间还存在匀 强磁场，方向垂直纸面向里，带电小球通过正交的 电磁场时
A．可能做匀速直线运动 B．可能做匀加速直线运动 C．一定做曲线运动 D．可能做匀变速曲线运动
C
h
小结：学会受力分析
z.x.x.k
【例2】如右图所示，某空间存在着正交的匀强电场 和匀强磁场，场强方向水平向右，磁感应强度方向 垂直纸面水平向里，B=1T，E=10 3 N/C。现有一质 量m=2×10 - 6 kg，q= + 2×10 – 6 C的液滴以某一速度 进入该区域恰能作匀速直线运动，求这个速度的大 小和方向。 B E
B
若将磁场的方向反向，而其他 条件都不变呢？
E
ag
Eq
m
mg E v Bq B Nhomakorabea20m/s，方向与E成60º 角斜向右上方 小结：电场力和洛仑兹力的特性
z..x..x..k
小结:带电粒子在复合场中运动 的一般处理方法
学科网
1、带电质点、小球、油滴、尘埃等重力一般不可 忽略，应考虑重力的作用
2、重视：受力分析、过程分析、状态分析(尤其是 寻找和正确分析临界状态) 注意：电场力和洛仑兹力的特性 3、力学三大观点： 动力学观点、能量观点、动量观点
m g cos S 2 2 q B sin
2 2
θ
m cot t qB
【例4】质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的
绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。匀强电场 和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感 应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足 够长，电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球 的最大加速度和最大速度。 mg E v am=g Bq B
电场、磁场、重力场 共同作用情况分析
zxxk
【例1】如图所示，一带电微粒从两竖直的带等量异 种电荷的平板上方h处自由落下，两板间还存在匀 强磁场，方向垂直纸面向里，带电小球通过正交的 电磁场时
A．可能做匀速直线运动 B．可能做匀加速直线运动 C．一定做曲线运动 D．可能做匀变速曲线运动
C
h
小结：学会受力分析
z.x.x.k
【例2】如右图所示，某空间存在着正交的匀强电场 和匀强磁场，场强方向水平向右，磁感应强度方向 垂直纸面水平向里，B=1T，E=10 3 N/C。现有一质 量m=2×10 - 6 kg，q= + 2×10 – 6 C的液滴以某一速度 进入该区域恰能作匀速直线运动，求这个速度的大 小和方向。 B E
B
若将磁场的方向反向，而其他 条件都不变呢？
E
ag
Eq
m
mg E v Bq B Nhomakorabea20m/s，方向与E成60º 角斜向右上方 小结：电场力和洛仑兹力的特性
z..x..x..k
小结:带电粒子在复合场中运动 的一般处理方法
学科网
1、带电质点、小球、油滴、尘埃等重力一般不可 忽略，应考虑重力的作用
2、重视：受力分析、过程分析、状态分析(尤其是 寻找和正确分析临界状态) 注意：电场力和洛仑兹力的特性 3、力学三大观点： 动力学观点、能量观点、动量观点
《带电粒子在复合场中的运动》课件.ppt
带电粒子 在复合场中的运动
带电粒子在复合场中的运动
复习精要 带电粒子在复合场中的运动 07年1月山东潍坊市期末统考7 07年1月海淀区期末练习15 07届南京市第一次调研测试 8
07届南京市综合检测(一) 15
07年广东普宁市华侨中学三模卷5 07年苏锡常镇四市二模17 07年江苏省扬州市一模6 2007年理综全国卷Ⅱ19 2007年理综全国卷Ⅱ25
（1）P点到原点O的距离；
y
（2）带电微粒由原点O运
动到P点的时间．
O
BE x
P
解:微粒运动到O点之前受到重力、电场力和洛仑兹力作 用，在这段时间内微粒做匀速直线运动，说明三力合力Biblioteka 为零．由此可得（ BCD ）
A．水平向东
B．水平向西
C．竖直向上
D．竖直向下
07年1月海淀区期末练习15
15．如图所示，两块带电金属板a、b水平正对放置， 在板间形成匀强电场，电场方向竖直向上。板间同
时存在与电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只
存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速
度vo从两板的左端中央，沿垂直于电场、磁场的方 向射入场中，无偏转的通过场区。
b. 匀速圆周运动。
自由的带电粒子在复合场中作匀速圆周运动时，必定 满足电场力和重力平衡，则当粒子速度方向与磁场方 向垂直时，洛仑兹力提供向心力，使带电粒子作匀速 圆周运动。
c. 较复杂的曲线运动。
在复合场中，若带电粒子所受合外力不断变化且与 粒子速度不在一直线上时，带电粒子作非匀变速曲 线运动。此类问题，通常用能量观点分析解决，带 电粒子在复合场中若有轨道约束，或匀强电场或匀 速磁场随时间发生周期性变化等原因，使粒子的运 动更复杂，则应视具体情况进行分析。
带电粒子在复合场中的运动
复习精要 带电粒子在复合场中的运动 07年1月山东潍坊市期末统考7 07年1月海淀区期末练习15 07届南京市第一次调研测试 8
07届南京市综合检测(一) 15
07年广东普宁市华侨中学三模卷5 07年苏锡常镇四市二模17 07年江苏省扬州市一模6 2007年理综全国卷Ⅱ19 2007年理综全国卷Ⅱ25
（1）P点到原点O的距离；
y
（2）带电微粒由原点O运
动到P点的时间．
O
BE x
P
解:微粒运动到O点之前受到重力、电场力和洛仑兹力作 用，在这段时间内微粒做匀速直线运动，说明三力合力Biblioteka 为零．由此可得（ BCD ）
A．水平向东
B．水平向西
C．竖直向上
D．竖直向下
07年1月海淀区期末练习15
15．如图所示，两块带电金属板a、b水平正对放置， 在板间形成匀强电场，电场方向竖直向上。板间同
时存在与电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只
存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速
度vo从两板的左端中央，沿垂直于电场、磁场的方 向射入场中，无偏转的通过场区。
b. 匀速圆周运动。
自由的带电粒子在复合场中作匀速圆周运动时，必定 满足电场力和重力平衡，则当粒子速度方向与磁场方 向垂直时，洛仑兹力提供向心力，使带电粒子作匀速 圆周运动。
c. 较复杂的曲线运动。
在复合场中，若带电粒子所受合外力不断变化且与 粒子速度不在一直线上时，带电粒子作非匀变速曲 线运动。此类问题，通常用能量观点分析解决，带 电粒子在复合场中若有轨道约束，或匀强电场或匀 速磁场随时间发生周期性变化等原因，使粒子的运 动更复杂，则应视具体情况进行分析。
高三物理带电粒子在复合场中的运动省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
【答案】g-μqE/m mg/(μqB)-E/B
【解析】这类问题必须用牛顿第二定律求解。小球受力
情况如图8-3-9所表示，由牛顿第二定律得
竖直方向mg-F=ma 水平方向FN=qE+qvB 且f=μFN 解得a=[mg-μ(qE+qvB)]/m
图8-3-8
显然当v=0时，加速度最大，
am=[mg-μqE]/m=g-μqE/m 当a=0时，速度最大，
④
联立②③④式，得
θ=30°
⑤
图8-3-6
因为M、O、Q点在圆周上，∠MOQ=90°，所以MQ为直径。从图8-3-6中几何关系可知，
R= l
⑥
MO=6l
⑦
(2)设粒子在磁场中运动速度为v，从Q点到M点运动时间为t2，则有
v=v0/cosθ
⑧
t2=πR/v
⑨
带电粒子自P点出发到M点所用时间t为
t=t1+t2
关键点一 带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转比较
分类 项目
匀强电场中偏转
匀强磁场中偏转
偏转 产生条件 带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场 带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场
受力特征 F=qE(恒力) 运动性质 匀变速曲线运动
F=qv0B(变力) 匀速圆周运动
轨迹 抛物线ຫໍສະໝຸດ 圆或圆弧处理方法 运动合成与分解
图8-3-10
大；沿z轴正方向电势降低
C.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势
升高
D.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势
降低
第7页
； / 高仿包包
正在和壹位大人在谈公事，稍晚壹些才能过去。”因为得咯秦顺儿の回话，众人知道王爷还在办公事，这是天大の理由，于是只好无可奈何地 继续等候。当王爷壹身整齐地出现在宴席上后，壹屋子の人都投射出不满、愤恨の目光。自知理亏の他，随手抄起壹各奴才盘子中摆放の酒杯， 从世子爷到各位文官武将再到各位皇子弟兄，壹壹举杯赔罪罚酒：“抱歉，本王来晚壹步，令各位久等，理应受罚。”说完不待众人表态，他 直接壹饮而尽。对于王爷の迟到，作为东道主の世子爷自是最为不满。可是壹来王爷这各人他得罪不起，二来已经主动赔罪罚酒，堵住咯他の 嘴，于是世子爷只好强忍着心中の不快，口是心非、强颜欢笑地答道：“王爷何出此言，公务要紧，这也是身不由已，您能抽出时间大驾光临， 真是荣幸之至，哪里还能罚您酒呢？”世子爷原来是想卖王爷壹各人情，不过八小格好不轻易逮住咯这各千载难逢の“酒后吐真言”好机会， 平时想寻找他四哥の破绽の都是难上加难，现在有这么好の天赐良机，怎么能够轻易放过？所以世子爷の话音刚壹落下，他就率先起身：“四 哥，八弟这杯酒可不是罚酒，而是借世子爷の这块宝地，真心真意地敬您壹杯！”八小格率先打响咯进攻の第壹枪，拉开咯围攻の序幕，众人 原本就心存不满，此时有八小格の带头，更是放心大胆、壹轰而上，纷纷起身，向王爷频频敬酒。秦顺儿眼看着自家爷身陷泥潭，左壹杯右壹 杯地赔酒谢罪，简直就像是在剜他の心壹般难受：爷这壹身の伤，最怕の就是活血，再这么壹杯壹杯不停地喝下去，还不要咯爷の命咯？心急 如焚の秦顺儿恨不能要给各位爷跪下咯：求求各位爷，高抬贵手，留我家爷壹条活命吧。第壹卷 第308章 窗子第二天，就传来咯圣驾定于九 月二十，也就八天之后返京の消息。消息刚壹传来，众人马上进入咯担心而忙碌の返程收拾准备工作中。水清和吟雪自然要帮助德妃娘娘，而 她们自己の收拾工作则大部分都由玉盈承接咯下来。圣驾回京前有壹系列の善后事项以及告别宴会，所以王爷几乎天天都有不一样の应酬，甚 至有时会发生冲突，有时候不得已需要壹天赶两各场，所以直到启程那天，他都没有机会再见到玉盈，即使他们住在同壹各营区，即使他们只 是前后帐子之隔。坐在回京の马车上，玉盈壹日壹日愈发地缄默起来。水清则终于不用整日地去德妃那里忙前忙后，除咯晚膳时分例行公事地 前往伺候以外。所以出发之后の前几天，不论是白天还是黑夜，马车中の水清几乎全部用来咯睡觉，简直就是睡咯壹各天昏地暗！ 好不轻易 过咯五、六天，水清の睡眠总算是补回来壹些，身体也舒适咯许多。有咯精神、有咯时间，她就开始闲不住，就开始想要跟姐姐玩玩闹闹。可 是令她诧异の是，玉盈姐姐总是躲着她，不但总是低着头做针线，连看也不看她壹眼，就是闲聊，姐姐也极少接话，弄得她就像是在唱独脚 戏！“姐姐，您这是怎么咯？生病咯吗？”“没有，没有，这不是好好の。”“那是凝儿惹您生气咯？”“没有，你别瞎想咯。”“那姐姐怎 么不理凝儿咯呢？”“怎么会呢！这世上姐姐谁都不理，也要理凝儿の！”“那咱们对对联吧！”“又来看姐姐の笑话咯！明知道姐姐对不上 来，偏是哪壶不开提哪壶！”“那咱们唱歌吧。”“你呀，想唱就唱呗，谁拦着你咯？”“凝儿要跟姐姐壹起唱呀！”“姐姐不会唱。”“谁 说の，以前姐姐不是跟凝儿壹起唱过好多好多好听の歌儿嘛！对咯，龙船调，姐姐唱得最好听咯！”“那是以前，现在姐姐全忘记咯。”玉盈 哪里还敢看凝儿の眼睛？她怕凝儿那双天真无邪の眼睛直接就看清她の罪恶！她对不起凝儿！那各吻，是他与她之间唯壹の壹各吻，却是她永 生都不会忘却の壹各吻。为咯这各吻，她能够为他贡献出她の壹切，即使是生命也在所不惜！她の心，只为他壹人而生，她の身，也只为他壹 人而死。她明白无误地告诉他，她の心，留在他这里，不过，她不会嫁给她，因为她谁也不会嫁，包含他。即使她说得如此绝决，其实在她の 心中，她还是为他留咯壹扇窗，不过她并没有告诉他，还有壹扇窗在为他而等候。这扇窗就是，凝儿只要有壹天是他の侧福晋，她就决不会嫁 给他。不过，假如……这各假如，她永远也不会告诉任何人，只当是上天の安排吧，不论上天怎么安排，她都心甘情愿地接收，她认命！而他 哪里知道还有这么壹扇窗の存在？他只知道，她将他们全部の路，全都堵得死死の。第壹卷 第309章 伤透返程の路上，王爷有の时候需要陪 同圣驾左右，有の时候需要负责照看整各队伍，有の时候需要应酬，但也有の时候，他没有任何事情可做，既不需要轮值也不需要应酬。每当 他无事可做の时候，他都会弃马坐车，因为他谁也不想见，谁也不想应付，他只想躲在马车这各避世の平静世界里，静静地想壹想，想壹想他 们の未来。“玉盈谁也不嫁”这简简单单の六各字，就这么无情地将他从甜蜜初吻の天堂打进咯万劫不得の地狱！壹年前，他派出の太监早就 探得咯她向年夫人发下の“谁也不嫁”の誓言。当初听到这各消息の时候，他欣喜异常，万分激动，他终于知道咯她心中所想，她心中所思， 她心中有他，为咯他，她谁也不嫁。可是，当他亲耳听到她决绝地说出“玉盈不会嫁给您”の时候，他震惊咯，莫非他理会错咯她の意思？再 当他听到她坚定地说着“玉盈谁也不嫁”の时候，他终于明
带电粒子在电场和重力场复合场中的运动
计算公式
$E_{p} = qvarphi$，其中$q$为带电粒子的电荷量，$varphi$为 电势。
影响因素
与带电粒子的电荷量和电场强度有关。
动能
01
02
03
定义
带电粒子在运动过程中所 具有的能量。
计算公式
$E_{k}
=
frac{1}{2}mv^{2}$，其中
$m$为带电粒子的质量，
$v$为速度。
带电粒子在电场和重力场复合场中 的运动
目录
• 带电粒子在电场和重力场复合场中的 受力分析
• 带电粒子在复合场中的运动形式 • 带电粒子在复合场中的能量分析
目录
• 带电粒子在复合场中的运动轨迹分析 • 带电粒子在复合场中的动力学方程 • 带电粒子在复合场中的实验验证
01 带电粒子在电场和重力场 复合场中的受力分析
详细描述
当带电粒子受到的电场力和重力相互抵消时，粒子受到的合外力为零，因此粒子将做匀速圆周运动。 此时，粒子受到的电场力充当向心力，使粒子沿着圆形轨迹运动。粒子的速度大小不变，方向时刻改 变，其运动轨迹为一个闭合的圆。
03 带电粒子在复合场中的能 量分析
电势能
定义
带电粒子在电场中由于电场力作用而具有的势能。
详细描述
当带电粒子受到的电场力和重力方向不一致时，粒子将受到一个与初速度方向垂直的合外力，这个力使粒子做曲 线运动。根据牛顿第二定律，合外力与加速度方向一致，因此粒子加速度方向时刻改变，导致速度方向也时刻改 变，从而形成曲线轨迹。
匀速圆周运动
总结词
当带电粒子受到的电场力和重力相互抵消时，粒子将在匀强电场中做匀速圆周运动。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律是动力学的基础，在复合场中，带电粒子受到 电场力和重力的作用，因此，牛顿第二定律的应用是推导动 力学方程的关键。
$E_{p} = qvarphi$，其中$q$为带电粒子的电荷量，$varphi$为 电势。
影响因素
与带电粒子的电荷量和电场强度有关。
动能
01
02
03
定义
带电粒子在运动过程中所 具有的能量。
计算公式
$E_{k}
=
frac{1}{2}mv^{2}$，其中
$m$为带电粒子的质量，
$v$为速度。
带电粒子在电场和重力场复合场中 的运动
目录
• 带电粒子在电场和重力场复合场中的 受力分析
• 带电粒子在复合场中的运动形式 • 带电粒子在复合场中的能量分析
目录
• 带电粒子在复合场中的运动轨迹分析 • 带电粒子在复合场中的动力学方程 • 带电粒子在复合场中的实验验证
01 带电粒子在电场和重力场 复合场中的受力分析
详细描述
当带电粒子受到的电场力和重力相互抵消时，粒子受到的合外力为零，因此粒子将做匀速圆周运动。 此时，粒子受到的电场力充当向心力，使粒子沿着圆形轨迹运动。粒子的速度大小不变，方向时刻改 变，其运动轨迹为一个闭合的圆。
03 带电粒子在复合场中的能 量分析
电势能
定义
带电粒子在电场中由于电场力作用而具有的势能。
详细描述
当带电粒子受到的电场力和重力方向不一致时，粒子将受到一个与初速度方向垂直的合外力，这个力使粒子做曲 线运动。根据牛顿第二定律，合外力与加速度方向一致，因此粒子加速度方向时刻改变，导致速度方向也时刻改 变，从而形成曲线轨迹。
匀速圆周运动
总结词
当带电粒子受到的电场力和重力相互抵消时，粒子将在匀强电场中做匀速圆周运动。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律是动力学的基础，在复合场中，带电粒子受到 电场力和重力的作用，因此，牛顿第二定律的应用是推导动 力学方程的关键。
最新带电粒子在复合场中的运动专题复习课件PPT课件
• F1U RBbUaBc79.86N • 对海水推力的方向沿y轴正方向（向右） • U感 ＝ BVdb9.6 • P ＝ Fvs = 80% F2 vs=2880W
结束语
谢谢大家聆听！！！
22
v mg E
Bq B
• 若将磁场的方向反向，而其他因素都不变，则开始运动后
洛伦兹力向右，弹力、摩擦力不断增大，加速度减小。所
以开始的加速度最大为；
a
g
Eq
m
•
摩擦力等于重力时速度最大，为。v
mg
Bq
E B
• 3、带电粒子在实际问题中的应用： 1）速度选择器（与入射方向有关，与带电性
质无关）
F1 V
• 解：不妨假设设小球带正电（带负电时电场力和洛伦兹力 都将反向，结论相同）。刚释放时小球受重力、电场力、 弹力、摩擦力作用，向下加速；开始运动后又受到洛伦兹 力作用，弹力、摩擦力开始减小；当洛伦兹力等于电场力 时加速度最大为g。随着v的增大，洛伦兹力大于电场力， 弹力方向变为向右，且不断增大，摩擦力随着增大，加速 度减小，当摩擦力和重力大小相等时，小球速度达到最大。
（同错解答案）；有些粒子将留在场区内运动；有些粒子
将折回入射面并从入射面逸出场区。由于洛仑的粒子的动能增量等
于电场力功。对于那些折回入射面的粒子电场力功为零， 其动能不变，动能增量ΔEk=0。
•
【小结】
•
本题考查带电粒子在磁场中的运动和能量变化。这道
题计算量很小，要求对动能定理、电场力、磁场力等基本
• B．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里
• C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外
• D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外
高考物理复习第9章磁场第4节带电粒子在复合场中的运动材料市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件
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3．(多选)在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场 E 和垂
直纸面向里的匀强磁场 B，且两者正交．有两个带电油滴，都能
在竖直平面内做匀速圆周运动，如右图所示，则两油滴一定相同
的是( )
A．带电性质
B．运动周期
C．运动半径
D．运动速率
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解析：选 AB.油滴受重力、电场力、洛伦兹力做匀速圆周运 动．由受力特点及运动特点知，得 mg＝qE，结合电场方向知油滴 一定带负电且两油滴比荷mq ＝Eg相等．洛伦兹力提供向心力，有周 期 T＝2qπBm，所以两油滴周期相等，故选 A、B.由 r＝mqBv知，速度 v 越大，半径则越大，故不选 C、D.
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要使粒子不进入第Ⅲ象限，如图所示，此时粒子做匀速圆周 运动的轨道半径为 R，由几何关系得：
R＋ 22R≤y 在磁场中由牛顿第二定律得 qvB＝mvR2 联立解得 B≥(2 2＋2)×10－2T 答案 (1)0.4 m (2)B≥(2 2＋2)×10－2T
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考向 2：先磁场后电场 对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况： (1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反． (2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直．(如图甲、乙所 示)
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考点一 带电粒子在组合场中的运动 1．是否考虑粒子重力的三种情况 (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般 情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些宏观 物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力．
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(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况比较正 规，也比较简单．
A．d 随 v0 增大而增大，d 与 U 无关 B．d 随 v0 增大而增大，d 随 U 增大而增大 C．d 随 U 增大而增大，d 与 v0 无关 D．d 随 v0 增大而增大，d 随 U 增大而减小
3．(多选)在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场 E 和垂
直纸面向里的匀强磁场 B，且两者正交．有两个带电油滴，都能
在竖直平面内做匀速圆周运动，如右图所示，则两油滴一定相同
的是( )
A．带电性质
B．运动周期
C．运动半径
D．运动速率
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解析：选 AB.油滴受重力、电场力、洛伦兹力做匀速圆周运 动．由受力特点及运动特点知，得 mg＝qE，结合电场方向知油滴 一定带负电且两油滴比荷mq ＝Eg相等．洛伦兹力提供向心力，有周 期 T＝2qπBm，所以两油滴周期相等，故选 A、B.由 r＝mqBv知，速度 v 越大，半径则越大，故不选 C、D.
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要使粒子不进入第Ⅲ象限，如图所示，此时粒子做匀速圆周 运动的轨道半径为 R，由几何关系得：
R＋ 22R≤y 在磁场中由牛顿第二定律得 qvB＝mvR2 联立解得 B≥(2 2＋2)×10－2T 答案 (1)0.4 m (2)B≥(2 2＋2)×10－2T
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考向 2：先磁场后电场 对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况： (1)进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反． (2)进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直．(如图甲、乙所 示)
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考点一 带电粒子在组合场中的运动 1．是否考虑粒子重力的三种情况 (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般 情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些宏观 物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力．
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(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况比较正 规，也比较简单．
A．d 随 v0 增大而增大，d 与 U 无关 B．d 随 v0 增大而增大，d 随 U 增大而增大 C．d 随 U 增大而增大，d 与 v0 无关 D．d 随 v0 增大而增大，d 随 U 增大而减小
带电粒子在电场和重力场复合场中的运动课件
α
L
T
Emຫໍສະໝຸດ ● F电GF例3：如图，一条长为L的细线，上端固定，下端栓一质量 为m的带电小球，将它置于方向水平的匀强电场E中。当细 线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡。求： （1）小球带何种电荷？ 小球的电量？ （2）若将细线剪短，则小球做什么运动？T时间后小球的
位移是多少？
αL
E
m●
解：
(1)小球受三个力平衡： T
可得：小球带正电
qE
qE/mg=tgα
α
q=mg tgα/E
mg
（2）小球做初速度为0的匀加速直线运动
mg/F合=cosα
F合=mg/cosα=ma
X=at2/2=gt2/2cosα
例3：如图，一条长为L的细线，上端固定，下端栓一质量 为m的带电小球，将它置于方向水平的匀强电场E中。当细 线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡。求： （3）如果使细线与竖直方向的偏角由α增大到θ，然后 将小球由静止释放，则θ为多大时，可使小球到达竖直位
作业：
1.此小球摆动过程中的振动周期为多少?（摆角 小于50）
2. 若将原题中电场E突然反向，求细线偏离 竖直方向的最大偏角？（α小于45o）
3. 原题中至少给小球多大的初速 度，才能使小球做圆周运动？
[拓展1]此小球摆动过程中的振动周期为多少? （摆角小于50）
解：由单摆周期公式T周=2π l / g '
设此题中等效重力加速度为 g′ 由题意可知等效重力mg′=mg/cosα
将g′代入周期公式得: T周=2π l cos a/g
[拓展2] 若将原题中电场E突然反向，求细线 偏离竖直方向的最大偏角？（α小于45o）
解：电场E反向，由受力可知摆动的等效最 低点在竖直偏左α角处，等效摆的摆角为2 α，再由对称性可知，小球偏离竖直方向的 最大夹角为3 α。
高三物理公开课—带电粒子在复合场中的运动PPT课件
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(1)粒子在盒内做何种运动？ (2)粒子在两盒间狭缝内做何种运动？ (3)所加交变电压频率为多大？粒子运动角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，求加速到 上述能量所需的时间．
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小试身手
4.(16分)如图12甲是质谱仪的工作原理示意图．设法使某有机化合物的气 态分子导入图中的A容器，使它受到电子束轰击，失去一个电子成为正一价 的离子．离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不 计)，加速后再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，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的匀强磁场，磁场的磁感应 强度为B.离子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点(图中未画出)，测 得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计．试求：
(1)该粒子的荷质比(q/m)．
(2)若偏转磁场为半径为
3 3
d的圆形区域，且与MN相切于G点，如图乙所
示，其它条件不变．仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场，最
终仍然到达照相底片上的H点，则磁感应强度 B '的比值为多少？
B
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方法指导： 用动力学的观点
和能量的观点解题
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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．
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近五年高考试题全国卷试题统计： 2007年卷Ⅰ.25题.22分 2007年卷Ⅱ.25题.20分 2008年卷Ⅰ.25题.22分 2009年卷Ⅰ.26题.21分（考多解问题） 2009年卷Ⅱ.25题.18分 2010年卷Ⅰ.26题.21分（考临界值问题） 2010年卷Ⅱ.26题.21分
新教材高中物理第一章专题一带电粒子在复合场中的运动pptx课件教科版选择性必修第二册
(1)M、N两点间的电势差UMN； (2)粒子在磁场中运动的轨迹半径r； (3)粒子从M点运动到P点的总时间t.
随堂演练·自主检测
1．如图所示，正交的匀强电场和匀强磁场的宽度为d，电场强度为 E，磁感应强度为B，将一质量为m、带电荷量为q的不计重力的带正
电粒子由场的左边缘自静止释放，粒子在电场力和磁场力的作用下运 动到场的右边缘离开电磁场，若离开场时粒子的速度大小为v，则整 个过程中( )
素养训练2 如图所示，空间存在竖直向下的匀强 电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静 止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为 零，C点是运动的最低点，则①液滴一定带负电； ②液滴在C点时动能最大；③液滴在C点电势能最小； ④液滴在C点机械能最小，以上叙述正确的是( )
A．①② B．①②③ C．①②④ D．②③
答案：A
例 2 在地面附近有一个范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁 场．匀强磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向外，一质量 为m、带电荷量为－q(q>0)的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的 匀速圆周运动．(重力加速度为g)
(1)求此区域内电场强度的大小和方向； (2)若某时刻微粒运动到距地面高度为H的P点时，速度与水平方向成 45°角，如图所示，则该微粒至少需要经过多长时间运动到距地面最
名师点拨 带电粒子在电场、磁场的组合场中的运动通常按时间的先后顺序分 成若干个小过程，在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和 速度方向的关系入手，分析粒子在电场中做什么运动，在磁场中做什 么运动．画出运动轨迹是解决这类问题的关键．
素养训练3 如图所示，在平面坐标系xOy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在 沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁 场，磁场圆心在M(L，0)点，磁场方向垂直于坐标平面向外．一带正 电粒子从第Ⅲ象限中的Q(－2L，－L)点以速度v0沿x轴正方向射出， 恰好从坐标原点O进入磁场，之后从P(2L，0)点射出磁场．不计粒子
随堂演练·自主检测
1．如图所示，正交的匀强电场和匀强磁场的宽度为d，电场强度为 E，磁感应强度为B，将一质量为m、带电荷量为q的不计重力的带正
电粒子由场的左边缘自静止释放，粒子在电场力和磁场力的作用下运 动到场的右边缘离开电磁场，若离开场时粒子的速度大小为v，则整 个过程中( )
素养训练2 如图所示，空间存在竖直向下的匀强 电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静 止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为 零，C点是运动的最低点，则①液滴一定带负电； ②液滴在C点时动能最大；③液滴在C点电势能最小； ④液滴在C点机械能最小，以上叙述正确的是( )
A．①② B．①②③ C．①②④ D．②③
答案：A
例 2 在地面附近有一个范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁 场．匀强磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向外，一质量 为m、带电荷量为－q(q>0)的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的 匀速圆周运动．(重力加速度为g)
(1)求此区域内电场强度的大小和方向； (2)若某时刻微粒运动到距地面高度为H的P点时，速度与水平方向成 45°角，如图所示，则该微粒至少需要经过多长时间运动到距地面最
名师点拨 带电粒子在电场、磁场的组合场中的运动通常按时间的先后顺序分 成若干个小过程，在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和 速度方向的关系入手，分析粒子在电场中做什么运动，在磁场中做什 么运动．画出运动轨迹是解决这类问题的关键．
素养训练3 如图所示，在平面坐标系xOy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在 沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁 场，磁场圆心在M(L，0)点，磁场方向垂直于坐标平面向外．一带正 电粒子从第Ⅲ象限中的Q(－2L，－L)点以速度v0沿x轴正方向射出， 恰好从坐标原点O进入磁场，之后从P(2L，0)点射出磁场．不计粒子
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置时速度刚好为零？
解：(3)将小球的运动等效成单摆， 其平衡位置等效为单摆最低点，
由题意可知摆角为α，由摆动对称 E
性可知θ=2 α。
αL
m●
小结
1. 等效重力法解带电粒子在电场和重力场复合场 中做圆周运动
2. 等效重力法解带电粒子在电场和重力场复合场 中的平衡
3.等效重力法解带电粒子在电场和重力场复 合场中的匀加速直线运动
得 T=6F=6(G2+q2E2)1/2
R
B F电
G F
如图，一条长为L的细线，上端固定，下端栓一质量为m 的带电小球，此时小球处于平衡状态。画出受力分析。若 将细线剪短，则小球做什么运动？
T EG
如图，一条长为L的细线，上端固定，下端栓一质量为m 的带电小球，此时小球处于平衡状态。画出受力分析。
设此题中等效重力加速度为 g′ 由题意可知等效重力mg′=mg/cosα
将g′代入周期公式得: T周=2π l cosa/g
等效：
题中电场力为恒力，且与重力同向 可将两者合力 F=qE+mg
等效成重力 G‵ =mg ‵ 即 g‵ =g+qE/m
用g‵替换结论中的g就可快速得到 [例2]的结果：
最高点有最小速度v= R(gqE/m)
小球运动到最低点时有最大拉力 T=6mg‵ =6(mg+qE)
思考1：如果粒子带负电，大小为q， 则结果如何？
OR
由牛顿第二定律： T-mg=mv22/R
由动能定理： 2mgR=mv22/2-mv2/2
B
得 T=6mg
例2：用长为R的绝缘细线栓一带正电 q的小球，质量为m，在竖直向下的场 强为E匀强电场中，刚好能在竖直平
面内做圆周运动，求小球运动过程中 的最小速度和绳的最大拉力。
A
E
R
B
解：(1)在最高点A，当绳的拉力为 零时，重力和电场力的合力提供向 心力，有最小速度v1
带电粒子在电场和重力场复合 场中的运动优秀课件
例1：用长为R的绝缘细线栓一小球，质量为m，
刚好能在竖直平面内做圆周运动，求小球运
动过程中的最小速度和绳的最大拉力。
解：（1）在最高点A重力刚好提供向心力，速度
最小，由牛顿第二定律：
A
mg=mv2/R
得 v1=（gR）1/2
（2）在最低点B拉力和速度最大。
解：若qE﹤mg，则重力与电场力的合力等效重力 竖直向下，最高点A速度最小，重力提供向心力。
由牛顿第二定律： F=mg-qE F=mv12/R
得 v1=（（mg-qE）R/m）1/2 （2）B点速度最大，合力提供向心力
A
E
由牛顿第二定律： T-F=mv22/R
由动能定理： 2FR=mv22/2-mv12/2
R
得 T=6F=6(mg-qE)
B
解：若qE﹥mg，则重力与电场力的合力等效重力 竖直向上，最低点B速度最小，重力提供向心力。 由牛顿第二定律： F=qE-mg F=mv2/R
得 v1=（（qE-mg）R/m）1/2 （2）A点速度最大，合力提供向心力
由牛顿第二定律： T-F=mv22/R 由动能定理： 2FR=mv22/2-mv12/2
可得：小球带正电
qE
qE/mg=tgα
α
q=mg tgα/E
mg
（2）小球做初速度为0的匀加速直线运动
mg/F合=cosα
F合=mg/cosα=ma
X=at2/2=gt2/2cosα
例3：如图，一条长为L的细线，上端固定，下端栓一质量 为m的带电小球，将它置于方向水平的匀强电场E中。当细 线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡。求： （3）如果使细线与竖直方向的偏角由α增大到θ，然后 将小球由静止释放，则θ为多大时，可使小球到达竖直位
得 T=6F=6(qE-mg)
思考2：如果将电场方向改为水平向右， 则结果如何？
解（1）A点速度最小，F为等效重力，提供向心力
由牛顿第二定律： F=mv12/R
得 v=（FR/m）1/2
A
（2）B点速度最大，合力提供向
心力
由牛顿第二定律： T-F=m1v2/R
由动能定理： 2FR=mv22/2-mv12/2 E
作业：
1.此小球摆动过程中的振动周期为多少?（摆角 小于50）
2. 若将原题中电场E突然反向，求细线偏离 竖直方向的最大偏角？（α小于45o）
3. 原题中至少给小球多大的初速 度，才能使小球做圆周运动？
[拓展1]此小球摆动过程中的振动周期为多少? （摆角小于50）
解：由单摆周期公式T周=2π l / g '
α
L
T
E
m
● F电
GF
例3：如图，一条长为L的细线，上端固定，下端栓一质量 为m的带电小球，将它置于方向水平的匀强电场E中。当细 线离开竖直位置的偏角为α时，小球处于平衡。求： （1）小球带何种电荷？ 小球的电量？ （2）若将细线剪短，则小球做什么运动？T时间后小球的
位移是多少？
αL
E
m●
解：
(1)小球受三个力平衡： T
由牛顿第二定律：
mg + qE= mv12/R
解得最小速度v1= R(gqE/m)
(2)小球运动到最低点B时有最大拉 力T，设此时速度最大为v2
由牛顿第二定律：
T –（mg+ qE）=mv22/R
小球由A到B的过程，由动能定理：
(mg+qE) . 2R =mv22/2 - mv12/2 解得：T=6(mg+qE)