学案2混合场中的物体平衡

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学案 混合场中的物体平衡,知识回顾,1.电场力,（1）电场力的方向:正电荷受电场力的方向与场强,负电荷受电场力的方向与场强方向,.,（2）电场力的大小:,F,=,qE,若为匀强电场,电场力,则为,力,若为非匀强电场,电场力将与,2.安培力,（1）方向:用左手定则判定.,F,一定垂直于,I,、,B,I,、,B,可以互相垂直也可以互相不垂直,I,、,B,中任一量反,F,.,也反向,位置,恒,一致,1,（2）大小:,F,=,BIL,.,此式只适用于,B,和,I,互相垂直的情况,且,L,是导线的,长度.,当导线电流,I,与磁场,B,平行时,F,最小,=0.,3.洛伦兹力,（1）洛伦兹力的方向,洛伦兹力的方向既与电荷的运动方向垂直,又与磁场方向垂直,所以洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向所确定的,.,洛伦兹力的方向总垂直于电荷运动方向,当电荷的运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也,.,有效,平面,随之变,化,2,由于洛伦兹力的方向总与电荷的运动方向垂直,所以洛伦兹力对电荷永不,.,（2）洛伦兹力的大小:,F,洛,=,qvB,sin .,当 =90时,F,洛,=,qvB,此时,电荷受到的洛伦兹力最大;,当 =0或180时,F,洛,=0,即电荷在磁场中平行于磁场方向运动时,电荷不受洛伦兹力作用;,当,v,=0时,F,洛,=0,说明磁场只对,的电荷产生力的作用.,做功,运动,3,方法点拨,1.带电粒子在电场和重力场中的平衡问题仍然满足,条件,且电场一般为匀强电场.,2.如果带电粒子在重力场、电场和磁场内做直线运动,则一定是,因为,F,洛,v,.,3.带电粒子在混合场内运动的动力学问题,一般要首先结合粒子的运动状态进行,采用矢量三角形法或正交分解法结合平衡条件列式求解.,匀速直线运动,平衡,受力分析,4,类型一 电场与重力场中的平衡问题,例1,（2009大连模拟）如图1所示,倾角为30的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上,整个装置处在垂直斜面向上的匀强电场之中,一质量为,m,、电荷量为-,q,的小滑块恰能沿斜面匀速下滑,已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为 ,求该匀强电场场强,E,的大小.,图1,5,解析,受力分析如下图所示,由题意得,mg,sin -,F,f,=0,F,N,-,mg,cos -,F,=0,F,=,qE,F,f,=,F,N,由得,mg,sin -,（,mg,cos +,qE,）=0,解之得,E,=,代入数据得,E,=,答案,6,拓展探究,上例中若电场方向水平向左,则该匀强电场的场强E的大小为多少?,解析,电场力,F,水平向右,由受力分析知,mg,sin -,F,f,-,F,cos =0,F,N,=,mg,cos +,F,sin ,F,=,qE,F,f,=,F,N,解之得,E,=,E,=,答案,7,预测1,（2009上海虹口区）如图2所示，质量为,m,的物体带正电,Q,在斜面上处于静止状态，物体与斜面均在匀强电场内，匀强电场,E,方向,水平向右.当斜面的倾角 逐渐增,大（ 90），而该带电体仍静,止在斜面上时，则（）,A.物体克服电场力做功,B.物体所受静摩擦力的方向可能会改变180,C.物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐减小,D.物体的重力势能逐渐增大，电势能逐渐增大,解析,0 ,F,f,时，线圈将加速度向左动，最终匀速.,38,设线圈匀速时的速度为,v,，则有=,F,f,解得,v,=,v,1,-,（3）线圈的加速度最终与磁场的加速度相同，即,a,= ，设,t,时刻线圈的速度为,v,则,-,F,f,=,ma,解得,v,=,v,t,-,答案,见解析,返回,39,