基礎(chǔ)知識(shí) 1. 力分析
帶電粒子在磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。 首先,必須對(duì)受力進(jìn)行分析。 牛頓第二定律應(yīng)用了“研究、接收、組合和運(yùn)氣”的口頭禪。 確定研究對(duì)象后高中物理帶電粒子空間結(jié)構(gòu),進(jìn)行受力分析,按照一層、兩個(gè)外部部分、三個(gè)電氣部分、四個(gè)磁性部分、五個(gè)彈力和六個(gè)摩擦部分的順序繪制出受力。 必須注意的是,圓周運(yùn)動(dòng)不一定是由洛倫茲力引起的,但運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須由力決定。 帶電粒子運(yùn)動(dòng)主要有兩種情況:
一是只受磁場(chǎng)洛倫茲力的影響,洛倫茲力提供向心力。 這里尹老師給出的公式叫“軌道速度垂直中心角,幾何比例時(shí)間”,用幾何方法求半徑,用比例方法求時(shí)間。
二是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)
尹老師之前強(qiáng)調(diào)過(guò)高中物理帶電粒子空間結(jié)構(gòu),由于洛倫茲力的作用,帶電粒子不一定會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)。 以2017年新課程標(biāo)準(zhǔn)第一卷的問題為例。 帶電粒子也可以在復(fù)合場(chǎng)中以勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2017?新課標(biāo)一)如圖所示,空間的某一區(qū)域存在均勻電場(chǎng)和均勻磁場(chǎng)。 電場(chǎng)方向垂直向上(平行于紙面),磁場(chǎng)方向垂直于紙面。 三個(gè)帶正電的粒子 a、b 和 c 分別具有相等的電荷和質(zhì)量 ma、mb 和 mc。 已知在該區(qū)域中,a在紙上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),b在紙上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),c在紙上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 下列選項(xiàng)正確的是(B)
另一個(gè)例子是下面的問題。 帶電粒子只能在重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力同時(shí)存在的復(fù)合場(chǎng)中以勻速直線運(yùn)動(dòng)。 因此,不要讓孩子自己總結(jié)所謂的規(guī)則,而要遵循老師總結(jié)的規(guī)則,這樣才能“邊聽邊學(xué)”。
圓周運(yùn)動(dòng)
當(dāng)帶電粒子在重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力同時(shí)存在的復(fù)合場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)。 最有可能的是,重力和電場(chǎng)力相互抵消,洛倫茲力提供向心力。 當(dāng)然,具體情況要具體情況具體分析。
基礎(chǔ)知識(shí) 2. 幾何關(guān)系
當(dāng)研究帶電粒子在磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),必須注意幾何關(guān)系。 做速度的垂直線(切線)的交點(diǎn)就是圓周運(yùn)動(dòng)的圓心。 當(dāng)然,還有其他方法可以找到圓心。 尹老師在視頻課上已經(jīng)詳細(xì)講解了,這里不再贅述。 今天就這樣,下課了!