内容正文:
第一章 安培力与洛伦兹力
专题 带电粒子在复合场中的运动
[核心素养·明目标]
核心素养
学习目标
物理观念
掌握带电粒子的电偏转和磁偏转的条件、运动性质,会应用牛顿运动定律进行分析研究,掌握研究带电粒子的电偏转和磁偏转的方法,能够熟练处理类平抛运动和圆周运动.
科学思维
学会按照时间先后或空间先后顺序对运动进行分析,分析运动速度的承前启后关联、空间位置的距离关系、运动时间的分配组合等信息将各个运动联系起来.
科学探究
正确对叠加场中的带电粒子从受力、运动、能量三个方面进行探究
科学态度与责任
借助数学方法解决物理问题的过程,感悟科学推理的重要意义
[基础知识深层理解提高]
知识点一:.带电粒子在组合场中的运动
这类问题的特点是电场、磁场依次出现,包含空间上先后出现和时间上先后出现,常见的有磁场、电场与无场区交替出现相组合的场等。其运动形式包含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等,涉及牛顿运动定律、功能关系等知识的应用。
解题思路
(1)划分过程:将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段,对不同的阶段选用不同的规律处理。
(2)找关键点:确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键。
(3)画运动轨迹:根据受力分析和运动分析,大致画出粒子的运动轨迹图,有利于形象、直观地解决问题。
(4)选择合适的物理规律,列方程:对于类平抛运动,一般分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向的匀加速直线运动;对粒子在磁场中做匀速圆周运动的情况,一般都是洛伦兹力提供向心力。
知识点二 带电粒子(带电体)在叠加场中的运动
1.带电粒子(带电体)在叠加场中无约束情况下的运动
(1)静电力、重力并存:静电力与重力的合力一般为恒力,带电体做匀速直线运动或匀变速直线(或曲线)运动,比较简单。
(2)磁场力、重力并存:①若重力和洛伦兹力平衡,则带电体做匀速直线运动。
②若重力和洛伦兹力不平衡,则带电体将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,故机械能守恒,由此可求解问题。
(3)静电力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)
①若静电力和洛伦兹力平衡,则带电粒子做匀速直线运动。②若静电力和洛伦兹力不平衡,则带电粒子将做复杂的曲线运动,因洛伦兹力不做功,可用动能定理求解问题。
(4)静电力、磁场力、重力并存:①若三力平衡,一定做匀速