專題二：復合場 - 副本

專題二帶電粒子在復

合場中的運動第三章磁場一、復合場磁場、電場、重力場當中任意兩個或三個共存的區(qū)域。磁場+電場磁場+重力場電場+重力場磁場+電場+重力場二、帶電體在復合場中的受力分析運動狀態(tài)的改變由速度與合力共同決定,受力分析時必須注意以下幾點：①分析順序：先場力(包括重力、電場力、磁場力)、后彈力、再摩擦力等。②場力分析：重力：大小

，方向

。

電場力：大小

，方向

。

洛侖茲力：大小

，方向

。③微觀粒子一般不計重力.電子、質子、離子等.

帶電小球、塵埃、液滴、塵埃等宏觀小物體的重力一般不能忽略.

若有具體數(shù)據(jù),可通過比較分析是否考慮重力.電場力和洛倫茲力的比較1.在電場中的電荷，不管其運動與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運動著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用．2.電場力的大小F＝Eq，與電荷的運動的速度無關；而洛倫茲力的大小f＝Bqvsinα,與電荷運動的速度大小和方向均有關．3.電場力的方向與電場的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直，又和速度方向垂直．4.電場力既可以改變電荷運動的速度大小，也可以改變電荷運動的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運動的速度方向，不能改變速度大小.5.電場力可以對電荷做功，能改變電荷的動能；洛倫茲力不能對電荷做功，不能改變電荷的動能．三、帶電粒子在復合場中的運動分析正確分析帶電粒子的受力及運動特征是解決問題的前提.帶電粒子在疊加場中做什么運動，取決于帶電粒子所受的合外力及其初始狀態(tài)的速度，因此應把帶電粒子的運動情況和受力情況結合起來進行分析。三、帶電粒子在復合場中的運動分析1.當帶電粒子在復合場中所受合力為零時,粒子將做

運動.例如:Bv0EEqqvB帶電粒子Bv0qvBmgEqE帶電液滴mgvqvBEq帶電液滴靜止或勻速直線2.當帶電粒子所受合力與運動方向在同一條直線上時，粒子將做

運動.例如:三、帶電粒子在復合場中的運動分析變速直線光滑：粗糙：mg+q三、帶電粒子在復合場中的運動分析3.當帶電粒子所受合力充當向心力時,粒子將做

運動.例如：友情提示：向心力的特點：①大小不變②方向時刻改變所以：恒力無法充當向心力！v0mgEqqvB勻速圓周三、帶電粒子在復合場中的運動分析4.當帶電粒子所受合外力大小、方向均不斷變化時,粒子將做

運動.變加速曲線+例如：帶電小球在水平方向的勻強磁場中由靜止釋放：mgqvBv四、復合場的典型物理模型1.速度選擇器+-Um,qv正交的電場和磁場四、復合場的典型物理模型2.磁流體發(fā)電機+q燃燒室-qBSR四、復合場的典型物理模型3.電磁流量計流量Q:單位時間內(nèi)通過某個截面的體積.aBvd+q-qvvbVQ=Sv四、復合場的典型物理模型4.質譜儀：①帶電粒子源②加速電場③速度選擇器④偏轉磁場B2⑤照相底片④①測粒子比荷、質量.②分析同位素.四、復合場的典型物理模型5.回旋加速器：粒子最終的動能：粒子的最大速度：五、粒子在復合場中的運動【例1】如圖,在X軸上方有勻強電場,場強為E;在x軸下方有勻強磁場,磁感應強度為B,方向如圖,在x軸上有一點M,離O點距離為L.現(xiàn)有一帶電量為+q的粒子,使其從靜止開始釋放后能經(jīng)過M點.如果把此粒子放在y軸上,其坐標應滿足什么關系？（重力忽略不計）h＝B2qL2／8n2mE（n＝l、2、3…）——組合場【例2】如圖,兩個共軸的圓筒形金屬電極,外電極接地,其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫a、b、c和d,外筒的半徑為r0.

在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁場,磁感強度的大小為B.在兩極間加上電壓,使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場.一質量為m、帶電量為+q的粒子,從緊靠內(nèi)筒且正對狹縫a的s點出發(fā),初速為零.abcdso如果該粒子經(jīng)過一段時間的運動之后恰好又回到出發(fā)點S,則兩電極之間的電壓U應是多少?（不計重力，整個裝置在真空中）。abcdso【例6】如圖,從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進入相互垂直的勻強電場E（豎直向上）和勻強磁場B（垂直于紙面向外）中,發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉,要使此離子沿直線穿過電場,則:A．增大電場強度E，減小磁感強度BB