带电粒子在复合场中运动

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1、带电粒子在复合场中运动1、复合场：同时存在电场和磁场的区域，同时存在磁场和重力场的区域，　　　　　　同时存在电场、磁场和重力场的区域，都叫做复合场。一、带电粒子在复合场中的受力特点大小方向做功特点注意点重力始终为mg始终竖直向下与路径无关，与竖直高度差有关，WG=mgh（1）基本粒子可不计重力（2）带电粒子在电场中一定受电场力，而只有运动　　的电荷才有可能受洛伦兹力作用电场力F=qE与场强方向非同即反与路径无关，与始终位置的电势差有关，W电=qUAB洛伦兹力F洛=qvBSinɑ垂直于速度和磁感

2、应强度的平面无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功2、三种场力的特点二、带电粒子在复合场中的运动分析1、当带电微粒在复合场中所受的合外力为零时，微粒将做匀速直线运动2、当带电微粒所受的合外力与运动方向在一条直线上时，微粒将做匀变速直线运动3、当带电微粒所受合力充当向心力时，微粒将做匀速圆周运动4、当带电微粒所受的合力的大小、方向均是不断变化的。则粒子将做非匀变速的曲线运动。这类问题一般只能用能量关系处理解决问题的基本观点：（1）动力学观点：牛顿三大定律和运动学规律（2）能量观点：动能定理和能量守

3、恒定律三、概念辩析(一)、电场力和洛伦兹力的比较1.在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用.2.电场力的大小F=Eq,与电荷的运动的速度无关；而洛伦兹力的大小f=Bqvsina，与电荷运动的速度大小和方向均有关.3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直.4.电场既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度

4、大小.5.电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能.6.匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛伦兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧.(二)、对于重力的考虑1.对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重力.2.在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情

5、况比较正规，也比较简单.3.是直接看不出是否要考虑重力，但在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果，先进行定性确定再是否要考虑重力.1.带电粒子速度选择器(质谱仪)四、复合场中的特殊物理模型(1)速度选择部分：路径不发生偏转的离子的条件是能通过速度选择器的带电粒子必是速度为该值(含方向)的粒子，与它带多少电和电性、质量均无关.(2)质谱仪部分：经过速度选择器后的相同速率的不同离子在右侧的偏转磁场中做匀速圆周运动，不同荷质比的离子轨道半径不同.P位置为照相底片记录粒子的位置·············

6、··UqSS1xPB例1：质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断()A、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大B、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C、只要x相同，则离子质量一定相同D、只要x相同，则离子的荷质比一定相同AD2.磁流体发电机(霍尔效应)原理是：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹

7、力作用下发生上下偏转而聚集到两极板上，在两极板上产生电势差.3.电磁流量计.导电液体中的自由电荷在洛伦兹力作用下纵向偏转，a、b间出现电势差.当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定.原理：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动.训练1：如图11-7-2所示，匀强电场的方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向内，三个液滴a、b、c带有等量同种电荷，已知a在竖直面内做匀速圆周运动，b在水平向左做匀速直线运动，c水平向右做匀速直线运动，则它们的质量关系

8、如何？mc＞ma＞mb.训练2：一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。EB负电逆时针EB训练3：如图所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平指向纸外，有一电荷(不计重力），恰能沿直线从左向右飞越此区域，则若电子以相同的速率从右向左水平飞入该区域，则电子将()A.沿直线飞越此区域B.电子将向上偏转C.电子将向下偏转D.电子将向