专题九第3讲带电粒子的复合场中的运动配套

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1、第3讲带电粒子在复合场中的运动考点1带电粒子在电场、磁场组合场中的运动1．组合场：由两个或两个以上的有界电场、磁场拼合而成的复合场(不计重力)．2．特点：(1)组合场内粒子的运动也是组合的，在磁场中粒子往往做运动，在电场中通常做匀变速直线运动或匀变速曲线运动(电偏转)．(2)由于粒子在磁场中做匀速圆周运动，可根据进出磁场的速度方向确定轨迹圆心，根据几何关系求出轨道半径和运动时间；而当“切换”到偏转电场时，运动的轨迹、性质等发生变化，则应用平抛运动的规律如速度、位移公式等解决问题．匀速圆周初速释放)：；利用磁场偏转：r＝3．组合场应用实例(1)质谱仪(如图9-3-1)①用途：是测量带

2、电粒子的质量和分析同位素的重要工具．②原理：先用电场加速，再进入磁场偏转．利用电场加速(无量，可由公式②原理：电场用来对粒子加速，磁场用来使粒子回旋从而能反复加速；回旋加速器中所加交变电压的频率f，与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等；回旋加速器最后使粒子得到的能来计算，在粒子电量、质量和磁场磁感应强度一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越．大(2)回旋加速器（如图9-3-2所示）①用途：产生大量高能量带电粒子的实验设备．1．(单选)如图9－3－3所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U,带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场

3、方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为()AA．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小图9－3－3图40图9－3－4A．增大磁场的磁感应强度B．增大匀强电场间的加速电压C．增大D形金属盒的半径D．减小狭缝间的距离2．(双选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，

4、如图9－3－4所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是()AC3．(单选)(福建泉州2011届高三联考)如图9－3－5，质量为m、电量为e的电子的初速为零，经电压为U的加速电场加速后进入磁感应强度为B的偏转磁场(磁场方向垂直纸面)，其运动轨迹如图所示．以下说法中正确的是()A．加速电场的场强方向向上B．偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C．电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都是匀变速运动D．电子在磁场中所受洛伦兹力大小为答案：D答案：D考点2带电粒子在匀强电场、匀强磁场组成的叠加场中的运动1．叠加场：至少有两种场重叠在带电粒子运动的空间中，共同制约着带

5、电粒子的运动．注意：电子、质子、α粒子、离子等微观粒子在叠加场中运动时，一般都不计重力．但质量较大的质点在叠加场中运动时，不能忽略重力，除非说明不计重力．2．带电粒子垂直进入E和B正交的叠加场(不计重力)(1)带电粒子只受电场和洛伦兹力的作用，电场力与洛伦兹力方向，粒子所受的合外力就是这两种力的合力，其运动加速度遵从牛顿第二定律．相反(2)粒子以匀速直线运动通过速度选择器的条件：qE＝Bqv0，或v0＝；从功能角度来看，WF＝qEd＝0.3．速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应等，都是带电粒子在相互正交的电场与磁场的叠加场中的运动问题．所不同的是，速度选择器中的电场是带电

6、粒子进入前存在的，是外加的；磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应中的电场是在粒子进入磁场后，在洛伦兹力作用下，带电粒子在两极板上聚集后才形成的．E/B4．(单选)如图9－3－6所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一质子在两板间做匀速直线运动，其运动的方向是()D图9－3－6A．沿竖直方向向下B．沿竖直方向向上C．沿水平方向向左D．沿水平方向向右解析：由题意可知，电场方向a→b，故质子受到的电场力始终向下，若质子要做匀速直线运动，则其受到的洛伦兹力应与电场力等大反向，由左手定则可判定质子是沿水平方向向右运动．5．(双选)(2

7、011年惠州调研)在图9－3－7中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子(不计重力)恰好能沿直线MN从左至右通过这一区域．那么匀强磁场)BD和匀强电场的方向可能为下列哪种情况(A．匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向外B．匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里C．匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向上D．匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右考点3带电粒子在匀强电场、匀强磁场、重力场组成的叠加场中的运动1．三种场力的特点