高考中物理復(fù)合場包括有重力場、電場和磁場三種場。
復(fù)合場中常常涉及到帶電粒子的受力情況,電場力、重力、磁場力可以同時存在,且常常做為求解的三個方向。
在復(fù)合場中,常常涉及到粒子在磁場中的運動,如帶電粒子在復(fù)合場中的運動,常常分為勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、圓周運動等。
以上內(nèi)容僅供參考,建議查閱高考物理歷年真題以了解更多信息。
題目:一個質(zhì)量為 m 的帶電粒子以速度 v 垂直射入一個勻強電場中,恰好從一端穿出電場,已知粒子在電場中運動的周期為 T,求該粒子在磁場中的運動情況。
【分析】
粒子在電場中做勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律求解。
【解答】
設(shè)粒子在電場中的圓心角為 θ ,則有:
$qE = m\frac{v^{2}}{R}$
$T = \frac{2\pi R}{v}$
其中 R = \frac{mv}{qB}
解得:B = \frac{mv}{q\theta}
粒子在磁場中做勻速圓周運動,由左手定則可知,粒子帶正電。
設(shè)粒子在磁場中運動的軌道半徑為 R_{m} ,則有:
$R_{m} = \sqrt{R^{2} + L^{2}}$
其中 L 是粒子在電場中運動的軌跡長度。
由牛頓第二定律可得:
$Bqv = m\frac{v^{2}}{R_{m}}$
解得:v_{m} = \sqrt{\frac{mv^{2}}{Bq} + v^{2}}
所以粒子在磁場中的運動軌跡為圓弧的一部分,且圓心角為 \theta ,運動周期為 T。
【說明】
本題是一道復(fù)合場綜合題,考查了帶電粒子在電場和磁場中的運動規(guī)律,需要靈活運用牛頓第二定律、圓周運動規(guī)律和左手定則等知識求解。解題的關(guān)鍵是要掌握帶電粒子在復(fù)合場中的運動規(guī)律,并能夠根據(jù)題目條件選擇合適的解題方法。