第3讲带电粒子在复合场中运动.ppt

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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、磁场的组合场中的运动1．组合场：由两个或两个以上的有界电场、磁场组合而成的复合场(不计重力)．智浪教育--普惠英才文库(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在磁场中的运动时间；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．2．

2、特点匀速圆周智浪教育--普惠英才文库3．组合场问题的解题方法(1)弄清过程，分段研究．要进行多过程问题的分析，一定要分别分析清楚带电粒子在各种场区中的受力情况和运动情况．(2)抓住转折点．需要找到粒子在不同场区中运动的关联量或运动变化转折点的隐含条件．一般来说，抓住两场区边界的速度_____是解决此类问题的关键．方向(3)画出粒子运动轨迹的草图，根据不同场区运动情况列方程，最后联立求解．智浪教育--普惠英才文库4．组合场应用实例(1)质谱仪．①用途：测量带电粒子的质量和分析同位素．②原理：如图9－3－1，先用电场加速，再进入磁场偏

3、转．(2)回旋加速器．①用途：产生大量高能量带电粒子．图9－3－1智浪教育--普惠英才文库使粒子得到的能量，可由公式Ek＝—mv2＝②原理：如图9－3－2，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12q2B2R22m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____．图9－3－2大智浪教育--普惠英才文库考点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

4、带电粒子运动的空间中，共同制约着带电粒子的运动．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，除非特别说明不计重力．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．相反智浪教育--普惠英才文库(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

5、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．EB智浪教育--普惠英才文库考点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(1)重力：大小为mg，方向竖直向下，重力做功与运动路径无关，只与带电粒子的质量m和初、末位置的竖直高度差h有关．(2)电场力：大小为qE，方向由场强E

6、的方向和带电粒子的电性决定，电场力做功与运动路径无关，只与带电粒子的电荷量和初、末位置的电势有关．(3)洛伦兹力：当v∥B时，f＝0，当v⊥B时，f＝qvB；洛伦兹力的方向总是垂直于速度与磁场构成的平面，无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力总不做功，不会改变粒子的动能．智浪教育--普惠英才文库2．带电粒子在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动(1)带电粒子在三个场共同作用下做匀速圆周运动：必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力．(2)带电粒子在三个场共同作用下做直线运动：重力和电场力是恒力，它们的合力也是恒力．当带电粒子的速度平

7、行于磁场时，不受洛伦兹力，因此可能做匀速运动也可能做匀变速运动；当带电粒子的速度垂直于磁场时，一定做匀速运动．(3)带电粒子在三个场共同作用下做匀变速曲线运动：电场力与洛伦兹力的合力等于零或重力与洛伦兹力的合力等于零．智浪教育--普惠英才文库题组1对应考点1随着U和v0的变化情况为()D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小图9－3－3A．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1．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

8、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智浪教育--普惠英才文库图63答案：A智浪教育--普惠英才文库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