(四)带电粒子在复合场中的运动:

1、带电粒子在复合场中运动的基本分析:

(1)这里所说的复合场是指电、磁场和重力场并存、或其中某两种场并存的场。带电微粒在这些复合场中运动时,必须同时考虑受电场力、洛仑兹力和重力的作用或其中某两种力的作用。

(2)当带电微粒在复合场中所受的合外力为零时,微粒将静止或做匀速直线运动。

(3)当带电微粒所受的合力充当向心力时,微粒将做匀速圆周运动。

(4)当带电微粒所受的合力的大小、方向均是不断变化的,则粒子将作非匀变速的曲线运动。

(5)一般情况下,电子、质子、离子等微观粒子在复合场中受的重力远小于电场力、磁场力,因而重力可忽略不计,如果有具体数据,可通过比较确定是否考虑重力,有时还需要题设条件来确定是否计算重力。

2、电场力和洛仑兹力的比较:

(1)在电场中的电荷,不管其运动与否,均始终受到电场力作用;而磁场仅仅对运动着的,且速度与磁场方向不平行的电荷有洛仑兹力的作用。

(2)电场力的大小F = q E ,与电荷运动的速度无关;而洛仑兹力的大小f = q v B ,与运动电荷的速度有关。

(3)电场力的方向与电场的方向或相同或相反;而洛仑兹力的方向始终既和磁场方向垂直又和速度方向垂直。

(4)电场力既可以改变运动电荷的速度方向,也可以改变电荷运动速度的大小;而洛仑兹力只能改变电荷运动速度的方向,不能改变其速度的大小。

(5)电场力可以对电荷作功,能改变电荷的动能;洛仑兹力不能对电荷作功,不能改变电荷的动能。

(6)在电场力作用下,运动电荷的电偏转的轨迹为抛物线,在洛仑兹力作用下,垂直于磁场方向的运动电荷的磁偏转的轨迹为圆弧,其圆半径r =

例1、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力作用下由静止开始,自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是轨迹的最低点,忽略重力,以下说法中正确的是:

A、此离子必带正电; 

B、A、B位于同一高度;

C、离子在C点时速度最大; 

D、离子到达B点后将沿原曲线返回A点。

分析与解答:

A、B、C

要注意电场对带电粒子的作用及磁场对运动电荷的作用的相互区别。

例2、平行板电容器的极板沿水平方向放置,电子束从电容器左边正中间a处沿水平方向入射,电子的初速度都是v0,在电场力的作用下刚好从图中c点射出,射出时的速度都是v。现若保持电场不变,再加一个匀强磁场,磁场的方向跟电场和电子入射的方向都垂直(图中垂直于纸面向里),使电子刚好由图中的d点射出,c、d两点的位置相对于中线ab是对称的,则从d点射出的每个电子的动能等于多少?

分析与解答:

带电粒子在电场力方向上发生的位移时电场力对其作功,而洛仑兹力则始终不作功。

Ekd = mv-

《磁场》单元测试卷

班级         学号        姓名             

 0  391625  391633  391639  391643  391649  391651  391655  391661  391663  391669  391675  391679  391681  391685  391691  391693  391699  391703  391705  391709  391711  391715  391717  391719  391720  391721  391723  391724  391725  391727  391729  391733  391735  391739  391741  391745  391751  391753  391759  391763  391765  391769  391775  391781  391783  391789  391793  391795  391801  391805  391811  391819  447090 

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