2016高考物理大一轮复习 第八章 第3讲 带电粒子在复合场中的运动课件.ppt

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1、磁　场第八章第3讲　带电粒子在复合场中的运动一、复合场1．复合场(1)叠加场：电场、________、重力场共存，或其中某两场共存．(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场________出现．磁场交替2．常见的运动情况(1)带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，粒子将处于________状态或做____________运动．(2)当带电粒子所受的合外力时刻指向某个点充当向心力且合外力大小不变时，粒子将做____________运动(如电场力和重力相平衡，洛伦兹力提供向心力)．(3)当带电粒子所受的合外力大小、方

2、向均不断发生变化时，则粒子将做非匀变速曲线运动．(4)带电粒子在绝缘杆或者绝缘斜面的束缚下的运动．静止匀速直线匀速圆周【跟踪训练】1．(多选)如图8－3－1所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的(　　)图8－3－1A．速度B．质量C．电荷量D．比荷【答案】AD二、带电粒子在匀强磁场中运动的应用实例1．质谱仪(1)构造：如图8－3－2所示，由粒子源、__________、____________和照相底片等构成．图8－3－2加速电场偏转磁

3、场2．回旋加速器(1)构造：如图8－3－3所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接________电源．D形盒处于匀强磁场中．图8－3－3交流特别提醒：这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转(匀速圆周运动)的原理．(电场加速磁场偏转)相等磁感应强度B半径R无关非磁性材料qE4．霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当________与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了________，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势差称为霍尔电势差，其原理如图8－3－5所示．图8－3－5磁场方向电势差5．磁

4、流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把________直接转化为电能．(2)根据左手定则，图8－3－6中的B是发电机的________．图8－3－6内能正极BLv【跟踪训练】2．(多选)如图8－3－7甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图8－3－7乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是(　　)图8－3－7A．在Ek－t图中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1B．高频电

5、源的变化周期应该等于tn－tn－1C．粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大D．要想粒子获得的最大动能越大，可增加D形盒的面积【答案】AD【答案】B4．(多选)磁流体发电机原理如图8－3－9所示，等离子体以v高速从左向右喷射，两极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板间距为d.则下列说法正确的是(　　)A．该发电机上板为正极B．该发电机上板为负极C．两板间最大电压U＝BdvD．两板间最大电压U＝Ed【答案】AC图8－3－91．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类(1)磁场力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运

6、动．②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．带电粒子在复合场中的运动(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题．(3)电场力、磁场力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动．②若重力与电力平衡，一定做匀速圆周运动．③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题．2．带电粒子在复合场中有

7、约束情况下的运动带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果．如图8－3－10所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离

8、为L，小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小