- 高考的物理复合场
高考中物理复合场包括有重力场、电场和磁场三种场。
复合场中常常涉及到带电粒子的运动问题,要充分考虑重力和电场力、洛伦兹力的综合作用,分析粒子运动过程中受力的情况,确定粒子的运动轨迹,再选择恰当的运动学规律结合牛顿第二定律或运动学规律求解。
以上内容仅供参考,建议查阅高考物理真题以获取更全面和准确的信息。
相关例题:
题目:一个质量为 m 的带电粒子以速度 v0 垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,并进入一个与磁场垂直的匀强电场 E 中,已知该粒子带正电,电量为 q。求该粒子在复合场中所受的电场力和磁场力的合力方向。
【分析】
根据粒子在磁场中的运动轨迹,结合左手定则可以确定粒子所受的电场力和磁场力的合力方向。
【解答】
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为 R,根据洛伦兹力提供向心力可得:
$qvB = m\frac{v^{2}}{R}$
解得:R = \frac{mv}{qB}
粒子在电场中做类平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,速度不变,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为 a = \frac{qE}{m}
根据运动学公式可得:
$y = \frac{1}{2}at^{2} = \frac{qEy}{m}t^{2}$
其中 t 为粒子在电场中运动的时间,由粒子在磁场中的运动轨迹与电场线垂直可知:
t = \frac{R}{v_{0}}
将 t 代入 y 中可得:y = \frac{qEr}{mv_{0}}
将 R 和 y 代入粒子所受的电场力和磁场力的合力方向公式 F_{合} = \sqrt{F_{电}^{2} + F_{磁}^{2}} 中可得:
F_{合} = \sqrt{q^{2}E^{2} + \frac{q^{2}B^{2}v_{0}^{2}}{v_{0}^{2}}}
由于粒子带正电,电量为 q,因此电场力方向向上,磁场力方向向右。根据左手定则可知,粒子所受的电场力和磁场力的合力方向指向右下方。
【说明】
本题是一道复合场问题,需要综合运用磁场和电场的性质进行分析和求解。解题的关键是要掌握洛伦兹力和电场力的基本性质,并能够根据题目所给条件进行受力分析和运动分析。
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