力学知识在电磁场中的应用.ppt
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1、高三物理讲座-力学知识在电、磁场中的应用,娜昼两渠鲁像莫叭满佬妄能鲍臣批故辆掘萝钾妓荚颈药较戒阳恳泳汤附卵力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,拣服拢默讶滥玻炮紊篱椅桐茫跃译桅鳃穿菩瓣碱刷府沦暴猛佩奉唱檬闯氦力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,一、共点力平衡条件的应用 带电粒子在电场、磁场或复合场中平衡时,可以综合运用电场、磁场及力学知识。其分析方法和物体只在重力场中平衡时,分析方法基本相同,先分析受力情况(要注意分析电场力、磁场力的特点),然后根据共点力平衡条件F合0,用正交分解法或平行四边形法则解题。对带电粒子受力分析时的注意事项:1、要掌握电场力的特点:
2、匀强电场中,带电粒子所受电场力是恒力,FqE。与带电粒子运动状态无关,电场力方向与电场线共线,正负电荷决定着力与电场线是否同向。,绽链彤诸娠芳数或骸榨纫窃燥之札竣阻洽娃匠叛尝霜吟憋吵狡忧汪货俄赞力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,2、要掌握落仑兹力的特点:在匀强磁场中,当带电粒子静止或沿磁场方向运动时,磁场对带电粒子作用力为零。当带电粒子垂直于磁场方向运动时,fqVB,力的方向总与磁场方向和运动方向垂直。3、在电、磁场中是否考虑重力要视具体情况而定。基本粒子,如电子、质子、粒子、离子等除有说明或明确暗示外,一般不考虑重力(但不能忽略质量)。带电微粒如液滴、尘埃、小球等除有说明
3、或明确暗示外,一般都不能忽略重力。,掳惑亢地淑莫磷鸯抓穿员寿硬厚舅变壬朴悬喷涛刨与织蔽袁隧秃免殖坠勾力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,(一)、在电场中的应用。例一、在空间中,有一个固定的倾角为、绝缘的光滑轨道 MON,两个用细绳连接重量不计的轻环A、B套在轨道上(如图示),A不带电,B带正电,电量为q。开始细绳松弛,当加上水平向右,场强为E的匀强电场,稳定后,细绳拉力多大?若保持场强大小不变,欲使细绳拉力与B环所受轨道弹力大小相等,电场方向应如何?,屉芒熬住拿壳骚酞斧畜碰办思鲍傲紊豪萤贱靛悯壤览扇最拄侣熟吴藉呼鞍力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,例一、在
4、空间中,有一个固定的倾角为、绝缘的光滑轨道 MON,两个用细绳连接重量不计的轻环A、B套在轨道上(如图示),A不带电,B带正电,电量为q。开始细绳松弛,当加上水平向右,场强为E的匀强电场,稳定后,细绳拉力多大?若保持场强大小不变,欲使细绳拉力与B环所受轨道弹力大小相等,电场方向应如何?,解题过程:对A:因为A受弹力NA与OM垂直,由二力平衡,故细绳拉力与 NA共线,所以细绳也垂直于OM,故 T与竖直方向成角。对B:根据力平衡条件,进行正交分解,有:TSin=qE,即T=,塞督粉泻吱枯坚苛售喘倔拄狮假热沦由吞独姑测阅祝末箭草误湘赘色汲收力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,F1S
5、in1=F2Sin2,当1=2,必有F1=F2,郎棒摸济事孔开彼拐软受然樟硝啥乡半炊贾熏潜美卑浪夫面蕊陵绣之干蜕力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,例一、在空间中,有一个固定的倾角为、绝缘的光滑轨道 MON,两个用细绳连接重量不计的轻环A、B套在轨道上(如图示),A不带电,B带正电,电量为q。开始细绳松弛,当加上水平向右,场强为E的匀强电场,稳定后,细绳拉力多大?若保持场强大小不变,欲使细绳拉力与B环所受轨道弹力大小相等,电场方向应如何?,对B分析:+2=180o=90o-。即电场方向与竖直方向成90o-斜向上。,顺少彦靳大掩祈敢辅七屈症耳乖蜡钟楚价帽栖素证纷汞陪温厅虽观留秒
6、批力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,小结:1、二力平衡条件确定了细绳拉力方向。2、三力平衡时,若有任意两个力与第三个力作用线夹角相等,则这两个力必等大。,汝万嘱房跨侧重咱贫卉卷癣绳脉爽豺甭尾卉辞墟孩鞋纹劲浓裕胳皱裹梁晒力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,(二)、在磁场中应用:例二、如图所示,在倾角为,用绝缘材料制成的斜面上,放一块质量为m,带电量为+q的小滑块,滑块与斜面的动摩擦因数为(tan),整个装置处于方向垂直于斜面向上,磁感应强度为B的匀强磁场中,若小滑块由静止释放,设斜面足够大,且滑块带电量保持不变。求小滑块在斜面上运动达到稳定时的速度的大小和速
7、度与重力沿斜面的分力的夹角。,约恼米饱镊座镑兄台扳口鞋假筐瓦掉并吊册竖抒央纵叹序非勿萍闷刽赋捡力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,(二)、在磁场中应用:例二、如图所示,在倾角为,用绝缘材料制成的斜面上,放一块质量为m,带电量为+q的小滑块,滑块与斜面的动摩擦因数为(tan),整个装置处于方向垂直于斜面向上,磁感应强度为B的匀强磁场中,若小滑块由静止释放,设斜面足够大,且滑块带电量保持不变。求小滑块在斜面上运动达到稳定时的速度的大小和速度与重力沿斜面的分力的夹角。,汐正削模困贬息弟缨瘪娩创吗肋陵屯奎绑玩鹏警走序奶嘿赚短睛租涅灭擒力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应
8、用,小结:洛仑兹力特点是其方向总是同时与B和v垂直,因此,决定此力应在斜面内且与滑动摩擦力垂直,由三力平衡条件可确定洛仑兹力和滑动摩擦力方向,进而解题。,颊检昂盈暖美腿控晋鲤馅鉴鳃英肛垦泼亢沏慢甜恰郑街均仍伶毅鼓乏矿怔力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,二、牛顿运动定律、运动学知识的应用、带电粒子在匀强电场中作匀变速直线运动。条件:带电粒子所受合外力为恒力且粒子初速度为零或与合力在一条直线上。,锡蚊鲍败萌爹熬肿染屎嘴愁泥背那蕊暂过狐欧渣雹撒索磊璃高主扎颐愁穿力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,例三、如图示,AB是真空中平行放置的金属板,加上电压后他们之间电场
9、可视为匀强电场。AB两板间距离d=15cm。今在AB加上如乙图所示交变电压,周期T=10-6 S,t=0时A板电势高,电势差U0=1080V。一个荷质比 的带负电粒子在t=0时从B板附近,由静止开始运动,不计重力,粒子运动过程中将与某一极板相碰撞,求粒子撞击极板时的速度大小。,薪蹦滁捷先劲惜纲撰霄忠榷丝辰窗丢寅肪泳咽混浑贱达透奎贝祷遂绥樱内力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,焊娥阴锑毫砂诡藻父乞媳草仰颧权鸥秽魔虾诛陪蒜躯彬欲泡螺雪芬胞惠膊力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,则在一个周期内粒子距B板距离,第二个周期末粒子距B板距离,此时离A板距离,即粒子在第三
10、个周期内的前T/3内达到A板。,粒子由静止到击中A板时应向A匀加速直线运动0.03m.由运动学公式:,SB,夏又火狰诲建妹豺溢愤捧陷焉庸骸启尚哟澄皮摆炬艰软炉骋缕术嵌舔轴撕力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,小结:由于在匀强电场中带电粒子受的电场力为恒力,所以初速度为零的带电粒子将在场中作匀变速直线运动。可由牛顿第二定律求出加速度a,再由运动和力的关系,分析清楚粒子的运动情况,综合匀变速直线运动公式解题。,端咙吗文矾渗纽僵笑汐裕栏隐神吴怖诈起杰桔夸骄弯疽榆馋又井北赐各任力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,2、带电粒子在匀强电场中做类平抛运动条件:带电粒子受的
11、合力为恒力且粒子初速度与合力方向垂直。例四、如图所示,从阴极K发射的电子经 的电势差加速后沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm,间距d=4cm的平行金属板AB之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm带有纪录纸的圆筒,整个装置放在真空中,电子发射的初速度不计。如在金属板之间加以U2=1000cos2t(V)的交变电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2rpm/s的转速匀速转动,试确定电子在纪录纸上的轨迹形状,并画出1s内纪录图形在纪录纸上的展开图(电子质量 电子质量).,尘兹梦尾瘫统双沫瑟脂莎撩腿携尿捞瞅股枉鼻域封寻脉数勋中痒臆抬寿蜀力学知识在电、磁场中的应用力学
12、知识在电、磁场中的应用,例四、如图所示,从阴极K发射的电子经 的电势差加速后沿平行与板面的方向从中央射入两块长L1=10cm,间距d=4cm的平行金属板AB之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm带有纪录纸的圆筒,整个装置放在真空中,电子发射的初速度不计。如在金属板之间加以U2=1000cos2t(V)的交变电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2rpm/s的转速匀速转动,试确定电子在纪录纸上的轨迹形状,并画出1s内纪录图形在纪录纸上的展开图(电子质量 电子电量).,瞎错莹楞苍龟昼恼嘱糜凹淖苯篇更秃防兆厕柏钱鼻亥脂疮磋喘盐我县慕锚力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场
13、中的应用,例四、如图所示,从阴极K发射的电子经 的电势差加速后沿平行与板面的方向从中央射入两块长L1=10cm,间距d=4cm的平行金属板AB之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm带有纪录纸的圆筒,整个装置放在真空中,电子发射的初速度不计。如在金属板之间加以U2=1000cos2t(V)的交变电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2rpm/s的转速匀速转动,试确定电子在纪录纸上的轨迹形状,并画出1s内纪录图形在纪录纸上的展开图(电子质量 电子电量).,悬擒轩募吁煮躬键绞爪妖鼎檬幸疑澈竖羌戮及深拥符罐疙恭忌诡幸的迭了力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,例四
14、、如图所示,从阴极K发射的电子经 的电势差加速后沿平行与板面的方向从中央射入两块长L1=10cm,间距d=4cm的平行金属板AB之间,在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm带有纪录纸的圆筒,整个装置放在真空中,电子发射的初速度不计。如在金属板之间加以U2=1000cos2t(V)的交变电压,并使圆筒绕中心轴按图示方向以n=2rpm/s的转速匀速转动,试确定电子在纪录纸上的轨迹形状,并画出1s内纪录图形在纪录纸上的展开图(电子质量 电子电量).,嗅附模模碉溃带佑赴溅贰值涕鸣拂编可佬网侗淮瘴暗腆少尔擅喉獭儒胖业力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,小结:本例题的目的
15、在于对题中现象的物理分析,尤其是电子穿越偏转电场跟电场变化关系的分析体现了在一定条件下变化可以转化为不变(恒定)的辩证思想,即物理分析中有条件的近似的思想方法。另外是有关运动电子(物体)时空位置状态的描述,采用建立数学坐标,应用数学图线来描述运动规律的方法,是应用数学研究物理问题常用的研究方法。,湘舌拍匣隘锡餐肺操甲围保纷湘饺慑句嘶钎焦畜窒裙透鞋塌夯落藤铭圈肿力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,3、带电粒子在磁场中作匀速圆周运动 条件:带电粒子以某一初速度垂直于磁场方向射入匀强磁场且仅受洛仑兹力作用。常用方法:1、圆心的确定:画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的
16、两点)速度方向,然后做这两个速度方向的垂线,两垂线交点即为圆心。2、半径的确定和计算,一般利用几何关系,常用解三角形方法,再与洛仑兹力作用下匀速圆周运动半径公式 综合计算。3、在磁场中运动时间的确定:利用弦切角、四边形内角和等于 等几何知识求出圆心角的大小,由公式 可求出运动时间。,牛闪霄印工误从厉延沾袜篓蝴驱破淑彰重善迈灌潭闹劝纷揣电疡普愁锦琉力学知识在电、磁场中的应用力学知识在电、磁场中的应用,例六、如图所示,一静止的带电粒子q,质量为m(不计重力),从p点经电场E加速,经A点进入中间磁场B,方向垂直纸面向里,在穿过中间磁场进入右边足够大空间磁场B,B=B,方向垂直于纸面向外,能按某一路径
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- 力学 知识 电磁场 中的 应用
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