带电粒子在复合场中做什么运动,取决于合外力及其初速度,因此处理问题时要把带电粒子的受力情况和运动情况结合起来进行分析,灵活选用不同规律解决问题.
1.匀速直线运动
带电粒子在复合场中所受合外力为零时的运动,如速度选择器等,这类问题列平衡方程即可求解.
2.匀速圆周运动
当带电粒子所受的重力和电场力大小相等,方向相反时,带电粒子可以在洛伦兹力的作用下,在垂直于磁场方向的平面内做匀速圆周运动,这类问题可根据洛伦兹力提供向心力,结合圆周运动规律列牛顿第二定律方程求解.
3.较复杂的曲线运动
当带电粒子所受的合外力是变力,且与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹不是圆弧,也不是抛物线,且不可能是匀变速运动,这类问题只能用功能关系(动能定理或能量守恒定律)求解.
4.分阶段运动
带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,运动过程由几种不同的运动阶段组成,这时要针对不同阶段选择不同的规律,列出相应的方程进行求解.
说明:复合场中粒子重力是否考虑的三种情况
(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或洛伦兹力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、尘埃、金属块、微粒等一般应当考虑其重力。
(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况比较正规,也比较简单。
(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要由分析结果确定是否要考虑重力。