2012届高考物理知识点总结复习 磁 场 带电粒子在匀强磁场及在复合场中的运动规律及应用
知识要点:
1、带电体在复合场中运动的基本分析:
这里所讲的复合场指电场、磁场和重力场并存, 或其中某两场并存, 或分区域存在, 带电体连续运动时, 一般须同时考虑电场力、洛仑兹力和重力的作用。
在不计粒子所受的重力的情况下,带电粒子只受电场和洛仑兹力的作用,粒子所受的合外力就是这两种力的合力,其运动加速度遵从牛顿第二定律。在相互垂直的匀强电场与匀强磁场构成的复合场中,如果粒子所受的电场力与洛仑兹力平衡,粒子将做匀速直线运动;如果所受的电场力与洛仑兹力不平衡,粒子将做一般曲线运动,而不可能做匀速圆周运动,也不可能做与抛体运动类似的运动。在相互垂直的点电荷产生的平面电场与匀强磁场垂直的复合场中,带电粒子有可能绕场电荷做匀速圆周运动。
无论带电粒子在复合场中如何运动,由于只有电场力对带电粒子做功,带电粒子的电势能与动能的总和是守恒的,用公式表示为
2、质量较大的带电微粒在复合场中的运动
这里我们只研究垂直射入磁场的带电微粒在垂直磁场的平面内的运动,并分几种情况进行讨论。
(1)只受重力和洛仑兹力:此种情况下,要使微粒在垂直磁场的平面内运动,磁场方向必须是水平的。微粒所受的合外力就是重力与洛仑兹力的合力。在此合力作用下,微粒不可能再做匀速圆周运动,也不可能做与抛体运动类似的运动。在合外力不等于零的情况下微粒将做一般曲线运动,其运动加速度遵从牛顿第二定律;在合外力等于零的情况下,微粒将做匀速直线运动。
无论微粒在垂直匀强磁场的平面内如何运动,由于洛仑兹力不做功,只有重力做功,因此微粒的机械能守恒,即
(2)微粒受有重力、