多过程电磁场解读课件.ppt

1、电磁场中多过程问题的分析电磁场中多过程问题的分析例：如图所示，例：如图所示，P和和Q是两块水平放置的导体板，在是两块水平放置的导体板，在其间加上电压其间加上电压U，下极板电势高于上极板。电子（重，下极板电势高于上极板。电子（重力不计）以水平速度力不计）以水平速度v0从两板正中间射入，穿过两板从两板正中间射入，穿过两板后又沿垂直于磁场方向射入有竖直边界后又沿垂直于磁场方向射入有竖直边界MN的匀强磁的匀强磁场，经磁场偏转后又从其竖直边界场，经磁场偏转后又从其竖直边界MN射出，若把电射出，若把电子进出磁场的两点间距离记为子进出磁场的两点间距离记为d，则有，则有 （）A、U越大则越大则d越大越大B、U

2、越大则越大则d越小越小 C、v0越大则越大则d越大越大D、v0越大则越大则d越小越小PQMNv0Lvv0v0vydvr类平抛类平抛 匀直匀直 匀圆匀圆类平抛类平抛 匀直匀直 匀圆匀圆qBmvr mdqua atvy220yvvvcos2rd 221aty sin,cos0vvvvytvL0 1cosLvLvv0v0vydvr 、类平抛运动出电场的速度匀直运动、类平抛运动出电场的速度匀直运动的速度匀圆运动进磁场时的初速度的速度匀圆运动进磁场时的初速度、角度关系：、角度关系：类平抛、匀直、匀圆各分运动的联系类平抛、匀直、匀圆各分运动的联系多过程问题的解决思路多过程问题的解决思路一、一、“合合”初步

3、了解全过程，构建大初步了解全过程，构建大致运动图景致运动图景三、三、“合合”找到子过程的联系，寻找找到子过程的联系，寻找解题方法解题方法二、二、“分分”将全过程进行分解，分析将全过程进行分解，分析每个过程的规律每个过程的规律分析要点分析要点:1 题目中有多少个物理过程？题目中有多少个物理过程？2 每个过程物体做什么运动？每个过程物体做什么运动？3 每种运动满足什么物理规律？每种运动满足什么物理规律？4 运动过程中的一些关键位置运动过程中的一些关键位置(时刻时刻)是哪些是哪些?例质量为例质量为m边长为边长为l的正方形线框，从有界的匀强的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为磁

4、场上方由静止自由下落，线框电阻为R，匀强磁匀强磁场的宽度为场的宽度为H（Hl），），磁感强度为磁感强度为B，线框下落线框下落过程中过程中ab边与磁场界面平行。已知边与磁场界面平行。已知ab边刚进入磁场边刚进入磁场时线框做加速运动，加速度大小为时线框做加速运动，加速度大小为ag/3，ab边刚边刚穿出磁场时线框做匀速运动。试求：穿出磁场时线框做匀速运动。试求：（1）ab边刚进入磁场时，线框的速度；边刚进入磁场时，线框的速度；（2）ab 边刚穿出磁场时，线框的速度；边刚穿出磁场时，线框的速度；（3）线框经过磁场的过程中产生的热能。）线框经过磁场的过程中产生的热能。cabHdB线框进入磁场过程线框进入

5、磁场过程:线框穿出磁场过程线框穿出磁场过程:dcBabHv1v2BcabHd从从cd边刚进入磁场到边刚进入磁场到ab边将要穿出磁场：边将要穿出磁场：BcabHd（1）设）设ab边刚进入磁场时，线框的速度边刚进入磁场时，线框的速度v1，对线框有：对线框有：mgmaFmgA31 RvlBRBLBILFA122 由、得：由、得：22132lBmgRv BcabHdv1（2）设）设cd边刚进入磁场时，线框的速度边刚进入磁场时，线框的速度v2，ab边刚边刚穿出磁场时，线框的速度穿出磁场时，线框的速度v3v3BcabHdv2由于由于ab边刚穿出磁场时做匀速运动边刚穿出磁场时做匀速运动,有有mgFA Rvl

6、BRBLLIBFA322 223lBmgRv （3）线框进入磁场过程，有）线框进入磁场过程，有线框穿出磁场过程，有线框穿出磁场过程，有产生的热能为：产生的热能为：121222121Qmvmvmgl dcBabHv1v3BcabHdv2从从cd边刚进入磁场到边刚进入磁场到ab边刚穿出磁边刚穿出磁场，对线框有：场，对线框有：22232121)(mvmvlHmg mgl=Q2Q1+Q2=44223185)(LBRgmlHmg v3BcabHd（3）在线框经过磁场的）在线框经过磁场的全过程全过程中，中，由能量守恒，有由能量守恒，有QmvmvlHmg23212121)(v3BcabHdacbdv1442

7、23185)(LBRgmlHmg解得解得 Q=例例:如图所示，在如图所示，在x轴上方有水平向左的匀强电场轴上方有水平向左的匀强电场E1，在，在x轴下方有竖直向上的匀强电场轴下方有竖直向上的匀强电场E2，且，且E1=E2=5N/C，在，在图中虚线（虚线与轴负方向成角图中虚线（虚线与轴负方向成角45）的右侧和轴下方）的右侧和轴下方之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=2T有一长有一长L=5m的不可伸长的轻绳一的不可伸长的轻绳一端固定在第一象限内的端固定在第一象限内的O点，另点，另一端拴有一质量一端拴有一质量M=0.1kg、带电量、带电量q=+0

8、.2C的小球，小球可绕的小球，小球可绕O点点在竖直平面内转动，在竖直平面内转动，OO间距为间距为L，与轴正方向成角，与轴正方向成角45 先将小先将小球放在球放在O正上方且绳恰好伸直的正上方且绳恰好伸直的位置处由静止释放，当小球进入磁位置处由静止释放，当小球进入磁场前瞬间绳子绷断场前瞬间绳子绷断重力加速度重力加速度g取取10m/s2求：求：（1）小球刚进入磁场区域时的速度）小球刚进入磁场区域时的速度（2）小球从进入磁场到小球穿越磁场后第一次打在轴）小球从进入磁场到小球穿越磁场后第一次打在轴上所用的时间及打在轴上点的坐标上所用的时间及打在轴上点的坐标mgmg=qE(1)小球先做匀加速直线运动，直到

9、绳子绷直，设绳小球先做匀加速直线运动，直到绳子绷直，设绳绷紧前瞬间速度为绷紧前瞬间速度为v，绳子绷紧后瞬间速度为，绳子绷紧后瞬间速度为v1v v2 2=2=2axax mamg 2Lx2绳子绷紧后：绳子绷紧后：vv1=vcos450 小球到小球到O点速度为点速度为v2，212212121)22(22MvMvLLqELMg)/(2102smv v v1 1 v2（2）小球进入磁场后，）小球进入磁场后，qE2=Mg，即重力与电场力平衡，小球做匀速圆周运动即重力与电场力平衡，小球做匀速圆周运动qBv2=Mv22/R mR225T=2M/qB=/2 小球在运动半周后以小球在运动半周后以v2出磁场，出磁场，做匀速直线运动直到打到做匀速直线运动直到打到x轴上轴上 匀速运动的时间匀速运动的时间:t=2R/v2t总总=t+T/2=1/2+/4=1.3（s）小球打到小球打到x轴上的位置坐标为轴上的位置坐标为（-10m，0）mgmg=qEv2=2ax vv1 v2v2