带电粒子在复合场中的运动-PPT课件.ppt

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1、特别策划　计算题突破(三)——带电粒子在复合场中的运动1.会分析速度选择器、磁流体发电机、质谱仪、回旋加速器等磁场的实际应用问题．2.会分析带电粒子在组合场、叠加场中的运动问题．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2.三种场的比较项目名称力的特点功和能的特点重力场大小：G＝________方向：________重力做功与______无关重力做功改变物体的_________静电场大

2、小：F＝________方向：a.正电荷受力方向与场强方向______b.负电荷受力方向与场强方向______电场力做功与________无关W＝________电场力做功改变________磁场洛伦兹力F＝________方向可用_______定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的________mg竖直向下路径重力势能qE相同相反路径qU电势能qvB左手动能3.质谱仪(1)构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．4.回旋加速器(1)构造：如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电

3、源，D形盒处于匀强磁场中．内能正极Blv非磁性材料qE7.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，其原理如图所示．磁场方向电势差1.“磁偏转”和“电偏转”的区别带电粒子在组合场中的运动电偏转磁偏转偏转条件带电粒子以v⊥E进入匀强电场带电粒子以v⊥B进入匀强磁场受力情况只受恒定的电场力只受大小恒定的洛伦兹力运动轨迹抛物线圆弧物理规律类平抛知识、牛顿第二定律牛顿第二定律、

4、向心力公式2.带电粒子在组合场中的运动问题，关键是要按顺序对题目给出的运动过程进行分段分析，把复杂问题分解成一个一个简单、熟悉的问题来求解，对于由几个阶段共同组成的运动还应注意衔接处的运动状态.解决带电粒子在组合场中运动问题的思路方法：(1)电场强度的大小．【答案】vB(2)该粒子再次从O点进入磁场后，运动轨道的半径．(3)该粒子从O点出发再次回到O点所需的时间．(1)磁感应强度的大小．【答案】0.2T(2)P、M两点间的电势差．【答案】250V(3)粒子从O点运动到M点的时间．【答案】1.285×10－2s2.(2015

5、·南京三校联考)如图所示，区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场，电场强度为E;区域Ⅱ内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B；区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度为2B.一质量为m、带电荷量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中．求：(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径．(2)O、M间的距离．(3)粒子从第一次进入区域Ⅲ到离开区域Ⅲ所经历的时间t3.1.带电粒子在叠加场中无

6、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F洛不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．带电粒子在叠加场中的运动(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F洛不做功，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若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动．③若合力不为零且与

7、速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，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解问题．典题演示2(2016·苏锡常镇二模)科学工作者常常用介质来显示带电粒子的径迹．如图所示，平面内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝4×10－2T.x轴上方为真空，x轴下方充满某种

8、不导电的介质并置于沿x轴方向的匀强电场中，粒子在介质中运动时会受到大小为f＝kv的粘滞阻力．y轴上P(0,0.08m)点存在一个粒子源，能沿纸面向各个方向发射质量m＝1.6×10－25kg、带电荷量q＝＋1.6×10－19C且速率相同的粒子．已知沿x轴正方向射出的一个粒子，经过磁场偏转后从x轴上(0.1