带电粒子在复合场中的运动
带电粒子在复合场中运动问题的处理方法,解决这类问题的方法可按以下思路进行:
①正确进行受力分析、除弹力、重力、摩擦力,要特别注意电场力和磁场力的分析。
②正确进行物体的运动状况分析,找出物体的速度、位置及变化,分清运动过程,如果出现临界状态,要分析临界条件。
③恰当选用解决力学问题的三大方法:
1)牛顿运动定律及运动学公式(只适用于匀变速运动);
2)用动量观点分析,即动量守恒定律;
3)用能量观点分析,包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律,应注意:不论带电体运动状态如何,洛伦兹力永远不做功,电场力与重力做功与路径无关。
在这三大方法中,应首选能量观点和动量观点进行分析。
1、(2007年浙江省高考物理试题第25题,本题22分)
两平面荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴,交点O为原点,如图所示,在y>0,0<x<a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场,在y>0,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B.在O点有一处小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x轴经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮,入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值.已知速度最大的粒子在0< x <a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2:5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响).