高考物理二轮复习-专题15带电粒子在复合场中的运动课件.pptVIP

;2．带电粒子在复合场中的运动状态

(1)当带电粒子所受合外力为零时，将在复合场中静止或

做运动．

(2)由洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动．;研究带电粒子在复合场中的运动时，要明确各种不同力的性质、特点，正确画出其运动轨迹，选择恰当的规律求解．;二、复合场应用实例

1．速度选择器

如图8－3－1所示，所受重力可

忽略不计的带电粒子垂直射入

正交的匀强电场和匀强磁场的

复合场空间，所受电场力和洛

伦兹力方向相反，大小相等．

即Eq＝Bqv，所以v＝①

凡是符合①式的粒子能顺利通过场区从O2孔射出，凡是不符合①式的粒子均不能从O2孔射出．

;2．磁流体发电机

如图8－3－2所示，等离子喷入磁场区域，磁场区域中有两块金属板a和b，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到a、b板产生电势差．最大电势差可达(B为磁感应强度，d为两板间距，v为喷射速度)．

;3.电磁流量计

如图8－3－3所示：

(1)用途：电磁流量计是用来测定导

电液体在导管中流动时流量的仪器.

(2)原理：设导管的直径为d，用非

磁性材料制成，磁感应强度为B，

a、b间电势差为U，则流量Q＝

Sv＝.;4.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，这个现象称为霍尔效应.所产生

的电势差称为霍尔电势差，其原理如图8－3－4所示.;1．三种场的特点比较;;2．带电粒子在电场或磁场中的偏转

(1)两种场中带电粒子偏转的特征;分类

项目;(2)带电粒子在两种场中偏转时处理方法对比;1．如图8－3－5所示，水平放置的两块长直平行金属板

a、b相距d＝0.10m，a、b间的电场强度为E＝5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B＝6.0T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场．今有一质量为m＝4.8×10－25kg、电荷量为q＝1.6×10－18

C的带正电的粒子(不计重力)，从贴近a板的左端以v0＝1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q处(图中未画出)．不计板a、b的厚度，求P、Q之间的距离L.;图8－3－5;解析：粒子从a板左端运动到P处，由动能定理得

qEd＝mv2－mv02

代入数据，解得v＝×106m/s

cosθ＝，

代入数据解得θ＝30°;粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆心为O，半径为r，如图所示，由几何关系得

＝rsin30°

又qvB＝m

联立以上各式，求得L＝

代入数据，解得L≈5.8cm.;1．常见运动形式的分析

(1)带电粒子在复合场中做匀速圆周运动

带电粒子进入匀强电场、匀强磁场和重力场共同存在的复合场中，重力和电场力等大反向，两个力的合力为零，粒子运动方向和磁场方向垂直时，带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动．;(2)带电粒子在匀强电场、匀强磁场和重力场中的直线运动

自由的带电粒子(无轨道约束)，在匀强电场、匀强磁场和重力场中的直线运动应该是匀速直线运动，这是因为电场力和重力都是恒力，若它们的合力不与洛伦兹力平衡，则带电粒子速度的大小和方向都会改变，就不可能做直线运动．(粒子沿磁场方向运动除外);2．带电粒子在复合场中运动的处理方法

(1)搞清楚复合场的组成．一般是磁场、电场的复合；磁场、

重力场的复合；磁场、重力场、电场的复合；电场和磁场分区域存在．

(2)正确进行受力分析．除重力、弹力、摩擦力外还要特别

关注电场力和磁场力的分析．;(3)确定带电粒子的运动状态．注意将运动情况和受力情况结

合进行分析．

(4)对于粒子连续经过几个不同场的情况，要分段进行分析、

处理．

(5)画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．;1．当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力

平衡列方程求解．

2．带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿运

动定律结合圆周运动知识进行求解．

3．当带电粒子做复杂的曲线运动时，一般用功能关系进

行求解．;2．(2009·北京高考)如图8－3－6所示

的虚线区域内，充满垂直于纸面

向里的匀强磁场和竖直向下的匀

强电场．一带电粒子a(不计重力)

以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出．;若撤去该区域