若帶電粒子在磁場中所受除洛倫茲力外的合力不為零,則粒子的速度會改變,洛倫茲力也會隨著變化,合力也會跟著變化,則粒子做一般曲線運動,運動比較麻煩,此時,我們可以把初速度分解成兩個分速度,使其一個分速度對應的洛倫茲力與重力(或電場力,或重力和電場力的合力)平衡,另一個分速度對應的洛倫茲力使粒子做勻速圓周運動,這樣一個復雜的曲線運動就可以分解分兩個比較常見的運動,這種方法叫配速法。pwz物理好資源網(原物理ok網)
pwz物理好資源網(原物理ok網)
如上圖所示,不計粒子的重力,把粒子的速度Vo 分解為V1 和 V2。把粒子的運動分解成 V1方向的勻速直線運動和V2勻速圓周運動,其中 V1平衡電場力或者其他力,粒子在 V1的方向做勻速直線運動, V2使粒子做勻速圓周運動。pwz物理好資源網(原物理ok網)
例題分析pwz物理好資源網(原物理ok網)
1、在場強為B的水平勻強磁場中,一質量為m、帶正電q的小球在O點靜止釋放,小球的運動曲線如圖所示。重力加速度為g。求:(1)小球在運動過程中第一次下降的最大距離ym;pwz物理好資源網(原物理ok網)
(2)當在上述磁場中加一豎直向上場強為E(E>mg/q)的勻強電場時,小球從O點靜止釋放后獲得的最大速率vm。pwz物理好資源網(原物理ok網)
(1)(配速法):粒子的初速度為零,可分解為水平向右的速度V1和水平向左的速度V1,其中水平向右的速度V1對應的洛倫茲力與重力平衡:pwz物理好資源網(原物理ok網)
BqV1=mg ?①pwz物理好資源網(原物理ok網)
pwz物理好資源網(原物理ok網)
因此,粒子的運動是水平向右速度為V1的勻速直線運動和初速度水平向左,大小為V1的逆時針勻速圓周運動的合運動,圓周運動的半徑:
(2)把初速零分解成水平向右的速度V1與水平向左的速度V1,同時粒子水平向左的速度V1對應豎直向下的洛倫茲力平衡電場力和重力的合力,其中:pwz物理好資源網(原物理ok網)
Bqv1=qE-mgpwz物理好資源網(原物理ok網)
因此,粒子的運動是水平向左速度為v1的勻速直線運動和初速度水平向右,大小為v1的順時針勻速圓周運動的合運動,最低點速度最大。pwz物理好資源網(原物理ok網)
pwz物理好資源網(原物理ok網)
發表評論