《带电粒子在复合场中的运动》教学案
- 资源简介:
约7620字。
带电粒子在复合场中的运动
【2011考纲解读】从2011高考考纲来看,带电粒子在复合场中的运动依然为高考命题的热点之一。本考点是带电粒子在复合场中的运动知识,侧重于考查带电粒子在磁场和电场、磁场和重力场以及磁场、电场和重力场三场所形成的复合场的问题.
【高考预测】带电粒子在复合场中的运动是高考的重点和热点,如在复合场中的直线运动以及依次通过电场和磁场的运动,题目与共点力平衡、牛顿运动定律、能量守恒、动能定理、圆周运动等联系在一起,且多与实际问题相结合,主要考查学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力.
【专题解读】
一.带电粒子在复合场中的受力
复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存,或分区域存在的某一空间 .粒子经过该空间时可能受到的力有重力、电场力和洛伦兹力,抓住三个力的特点是分析和求解相关问题的前提和基础.
1.重力:若为基本粒子(如电子、质子、α粒子、离子等)一般不考虑重力;若为带电颗粒(如液滴、油滴、小球、尘埃等)一般需考虑重力.
2.电场力:带电粒子(体)在电场中一定受到电场力作用,在匀强电场中,电场力为恒力,大小为F=qE.电场力的方向与电场的方向相同或相反.电场力做功也与路径无关,只与初末位置的电势差有关,电场力做功一定伴随着电势能的变化.
3.洛伦兹力:带电粒子(体)在磁场中受到的洛伦兹力与运动的速度(大小、方向 )有关,洛伦兹力的方向始终和磁场方向垂直,又和速度方向垂直,故洛伦兹力永远不做功,也不会改变粒子的动能.
二.粒子在复合场中运动
1.在运动的各种方式中,最为熟悉的是以垂直电磁场的方向射入的带电粒子,它将在电磁场中做匀速直线运动,那么,初速v0的大小必为E/B,这就是速度选择器模型,关于这一模型,我们必须清楚,它只能选取择速度,而不能选取择带电的多少和带电的正负,这在历年高考中都是一个重要方面.
2.带电物体在复合场中的受力分析:带电物体在重力场、电场、磁场中运动时,其运动状态的改变由其受到的合力决定,因此,对运动物体进行受力分析时必须注意以下几点:
①受力分析的顺序:先场力(包括重力、电场力、磁场力)、后弹力、再摩擦力等.
②重力、电场力与物体运动速度无关,由物体的质量决定重力大小,由电场强决定电场力大小;但洛仑兹力的大小与粒子速度有关,方向还与电荷的性质有关.所以必须充分注意到这一点才能正确分析其受力情况,从而正确确定物体运动情况.
3.带电物体在复合场的运动类型:
①匀速运动或静止状态:当带电物体所受的合外力为零时
②匀速圆周运动:当带电物体所受的合外力充当向心力时
③非匀变速曲线运动;当带电物体所受的合力变化且和速度不在一条直线上时
4.综合问题的处理方法
(1)处理力电综合题的的方法
处理力电综合题与解答力学综合题的思维方法基本相同,先确定研究对象,然后进行受力分析(包括重力)、状态分析和过程分析,能量的转化分析,从两条主要途径解决问题.
①用力的观点进解答,常用到正交分解的方法将力分解到两个垂直的方向上,分别应用牛顿第三定律列出运动方程,然后对研究对象的运动进分解.可将曲线运动转化为直线运动来处理,再运用运动学的特点与方法,然后根据相关条件找到联系方程进行求解.
②用能量的观点处理问题
对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量观点来处理.即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理也常常显得简洁,具体方法有两种:
ⅰ.用动能定理处理,思维顺序一般为:
A.弄清研究对象,明确所研究的物理过程
B.分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功
C.弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能)
ⅱ.用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理,列式的方法常有两种:
A.从初、末状态的能量相等(即 )列方程
B.从某些能量的减少等于另一些能量的增加(即 )列方程
c若受重力、电场力和磁场力作用,由于洛仑兹力不做功,而重力与电场力做功都与路径
资源评论
共有 0位用户发表了评论 查看完整内容我要评价此资源