高三物理復合場包括以下幾種:
1. 電場和磁場組合而成的復合場:包括電場和磁場組合而成的組合場,也稱電磁場。
2. 重力場、電場和磁場組合而成的復合場:如單擺在擺角很小且空氣阻力可忽略的情況下,可簡化為在重力場、電場和磁場組合而成的復合場中的運動問題。
以上只是部分復合場,高三物理中還會涉及到其他各種復合場,如:
3. 重力場、電場、磁場和彈力組合的復合場:如帶電粒子在重力場中從兩平行金屬板之間穿過時,受到由板產生的電場力與由電介質產生的磁場力,這就形成了一個復合場。
對于這些復合場,需要掌握相應的解題方法,如:等效法、圖象法、隔離法等,并結合具體問題選擇合適的解題方法。
題目:一個質量為 m 的帶電粒子,以初速度 v0 射入一個空間區域,該區域同時存在方向豎直向上的勻強電場和垂直于頁面斜向上的勻強磁場。已知電場強度的大小為 E,磁感應強度的大小為 B,粒子重力加速度為 g。求:
(1)粒子在電場和磁場中運動的周期;
(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑;
(3)若粒子在磁場中運動時恰好做勻速圓周運動,求磁感應強度的方向。
【分析】
(1)粒子在電場中做類平拋運動,根據運動學公式求周期;
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據洛倫茲力提供向心力列式求解半徑;
(3)根據粒子在磁場中做勻速圓周運動的特點判斷磁感應強度的方向。
【解答】
(1)粒子在電場中做類平拋運動,水平方向:$L = v_{0}t$豎直方向:$y = \frac{1}{2}gt^{2}$又$E = \frac{mg}{q}$解得:$t = \frac{L}{v_{0}}$,周期$T = 2t = \frac{2L}{v_{0}}$;
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力有:$qvB = m\frac{v^{2}}{r}$解得:$r = \frac{mv_{0}}{qB}$;
(3)由(2)可知粒子做勻速圓周運動,則磁感應強度的方向垂直于粒子的運動軌跡指向圓心。
【說明】本題考查了帶電粒子在復合場中的運動問題,關鍵要明確粒子在復合場中的受力特點,根據受力特點結合運動學公式和圓周運動規律求解。
希望以上解答對您有所幫助!