中运动问题的方法:
1.正确分析带电粒子(带电体)的受力特征.带电粒子(带电体)在复合场中做什么运动,取决于带电粒子(带电体)所受的合外力及其初始速度.带电粒子(带电体)在磁场中所受的洛伦兹力还会随速度的变化而变化,而洛伦兹力的变化可能会引起带电粒子(带电体)所受的其他力的变化,因此应把带电粒子(带电体)的运动情况和受力情况结合起来分析,注意分析带电粒子(带电体)的受力和运动的相互关系,通过正确的受力分析和运动情况分析,明确带电粒子(带电体)的运动过程和运动性质,选择恰当的运动规律解决问题.
2.灵活选用力学规律
(1)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动时,就根据平衡条件列方程求解.
(2)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速圆周运动时,往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程求解.
(3)当带电粒子(带电体)在复合场中做非匀变速曲线运动时,常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解.
(4)由于带电粒子(带电体)在复合场中受力情况复杂,运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中的"恰好"、"最大"、"最高"、"至少"等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据隐含条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.
(5)若匀强电场和匀强磁场是分开的独立的区域,则带电粒子在其中运动时,分别遵守在电场和磁场中运动规律,处理这类问题的时候要注意分阶段求解.
一、通电导线在磁场中的受力问题
【例1】 竖直放置的直导线
图3-3
AB与导电圆环的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,圆环可以自由运动,当通以如图3-3所示方向的电流时(同时通电),从左向右看,线圈将( )
A.顺时针转动,同时靠近直导线AB
B.顺时针转动,同时离开直导线AB
C.逆时针转动,同时靠近直导线AB
D.不动
答案 C
解析 圆环处在通电直导线的磁场中,由右手螺旋定则判断出通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里,由左手定则判定,水平放置的圆环外侧半圆所受安培力向上,内侧半圆所受安培力方向向下,从左向右看逆时针转,转到与直导线在同一平面内时,由于靠近导线一侧的半圆环电流向上,方向与直导线中电流方向相同,互相吸引,直导线与另一侧半圆环电流反向,相互排斥,但靠近导线的半圆环处磁感应强度B值较大,故F引>F斥,对圆环来说合力向左.
二、带电粒子在有界磁场中的运动
【例2】 如图3-4所示,