專題二：復(fù)合場 - 副本

專題二帶電粒子在復(fù)

合場中的運(yùn)動(dòng)第三章磁場一、復(fù)合場磁場、電場、重力場當(dāng)中任意兩個(gè)或三個(gè)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(fù)合場中的受力分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變由速度與合力共同決定,受力分析時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：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(jì)重力.電子、質(zhì)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(yùn)動(dòng)與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對(duì)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)；而洛倫茲力的大小f＝Bqvsinα,與電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均有關(guān)．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(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度大小.5.電場力可以對(duì)電荷做功，能改變電荷的動(dòng)能；洛倫茲力不能對(duì)電荷做功，不能改變電荷的動(dòng)能．三、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)分析正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特征是解決問題的前提.帶電粒子在疊加場中做什么運(yùn)動(dòng)，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(yīng)把帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合起來進(jìn)行分析。三、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)分析1.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合力為零時(shí),粒子將做

運(yùn)動(dòng).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(dāng)帶電粒子所受合力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí)，粒子將做

運(yùn)動(dòng).例如:三、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)分析變速直線光滑：粗糙：mg+q三、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)分析3.當(dāng)帶電粒子所受合力充當(dāng)向心力時(shí),粒子將做

運(yùn)動(dòng).例如：友情提示：向心力的特點(diǎn)：①大小不變②方向時(shí)刻改變所以：恒力無法充當(dāng)向心力！v0mgEqqvB勻速圓周三、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)分析4.當(dāng)帶電粒子所受合外力大小、方向均不斷變化時(shí),粒子將做

運(yùn)動(dòng).變加速曲線+例如：帶電小球在水平方向的勻強(qiáng)磁場中由靜止釋放：mgqvBv四、復(fù)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(fù)合場的典型物理模型2.磁流體發(fā)電機(jī)+q燃燒室-qBSR四、復(fù)合場的典型物理模型3.電磁流量計(jì)流量Q:單位時(shí)間內(nèi)通過某個(gè)截面的體積.aBvd+q-qvvbVQ=Sv四、復(fù)合場的典型物理模型4.質(zhì)譜儀：①帶電粒子源②加速電場③速度選擇器④偏轉(zhuǎn)磁場B2⑤照相底片④①測粒子比荷、質(zhì)量.②分析同位素.四、復(fù)合場的典型物理模型5.回旋加速器：粒子最終的動(dòng)能：粒子的最大速度：五、粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)【例1】如圖,在X軸上方有勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E;在x軸下方有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖,在x軸上有一點(diǎn)M,離O點(diǎn)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(diǎn).如果把此粒子放在y軸上,其坐標(biāo)應(yīng)滿足什么關(guān)系？（重力忽略不計(jì)）h＝B2qL2／8n2mE（n＝l、2、3…）——組合場【例2】如圖,兩個(gè)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(qiáng)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(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子,從緊靠內(nèi)筒且正對(duì)狹縫a的s點(diǎn)出發(fā),初速為零.abcdso如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S,則兩電極之間的電壓U應(yīng)是多少?（不計(jì)重力，整個(gè)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(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場E（豎直向上）和勻強(qiáng)磁場B（垂直于紙面向外）中,發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn),要使此離子沿直線穿過電場,則:A．增大電場強(qiáng)度E，減小磁感強(qiáng)度BB