- 复合场曲线运动题
复合场中的曲线运动问题常见的有:
1. 磁场与重力场的复合场:如带电粒子在磁场与重力场的复合场中运动,常常在洛伦兹力与重力的共同作用下,做曲线运动。
2. 磁场与电场的复合场:带电粒子在电场与磁场交替的复合场中,常常做曲线运动,如带电粒子在电场中受洛伦兹力时,若电场力与洛伦兹力的合力与带电粒子的运动方向不在同一直线上,则带电粒子将在电场和磁场交替的复合场中做曲线运动。
此外,还有电磁感应中的曲线运动问题等。这些题目通常需要分析粒子的受力情况,以及速度和加速度的方向,从而确定粒子的运动轨迹。这些问题需要综合运用牛顿运动定律和电磁学知识进行求解。
相关例题:
题目:
一个质量为 m 的小球,带有一定的电量,进入到一个有匀强电场和匀强磁场的区域。电场的方向竖直向下,磁场的强度为 B,方向垂直纸面向里。小球在电场和磁场中的运动轨迹如图所示。
1. 求小球受到的电场力和磁场力的大小。
2. 小球在运动过程中,速度大小变化的原因是什么?
3. 小球在运动过程中,速度方向如何变化?
为了解答这个问题,我们需要知道小球的初始速度、电场力和磁场力的方向,以及小球的运动轨迹。
解析:
1. 小球受到的电场力方向向上,大小为Eq = mg;磁场力方向向里,大小为Bqv = Bmv^2/r,其中 r 为小球的轨道半径。
2. 小球的速度变化是由于磁场力对小球做功引起的。磁场力对小球做正功,小球的速度增加;做负功,小球的速度减小。
3. 小球在运动过程中,速度方向先向下再向上。开始时,小球受到的电场力和磁场力均向下,合力也向下,所以速度方向向下。当小球运动到最低点时,速度最大。之后,磁场力方向改变,开始向上,所以合力方向向上,速度减小,直到小球回到初始位置。
答案:
1. 电场力和磁场力的大小分别为 mg 和 Bmv^2/r。
2. 磁场力对小球做功引起速度变化。
3. 小球在运动过程中,速度方向先向下再向上。
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