帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日1.會(huì)分析速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、質(zhì)譜儀、回旋加速器等磁場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題．2.會(huì)分析帶電粒子在組合場(chǎng)、疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日1.復(fù)合場(chǎng)(1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、________、重力場(chǎng)共存或其中某兩場(chǎng)共存．(2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊或在同一區(qū)域，電場(chǎng)、磁場(chǎng)________出現(xiàn)．磁場(chǎng)

交替

現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日2.三種場(chǎng)的比較項(xiàng)目名稱(chēng)力的特點(diǎn)功和能的特點(diǎn)重力場(chǎng)大?。篏＝________方向：________重力做功與______無(wú)關(guān)重力做功改變物體的_________靜電場(chǎng)大?。篎＝________方向：a.正電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向______b.負(fù)電荷受力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向______電場(chǎng)力做功與________無(wú)關(guān)W＝________電場(chǎng)力做功改變________磁場(chǎng)洛倫茲力F＝________方向可用_______定則判斷洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的________mg

豎直向下路徑重力勢(shì)能qE

相同相反路徑qU

電勢(shì)能qvB

左手動(dòng)能現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日3.質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片等構(gòu)成．現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日4.回旋加速器(1)構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日內(nèi)能正極

Blv

現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日非磁性材料qE

現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日7.霍爾效應(yīng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)_________與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了________，這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢(shì)差稱(chēng)為霍爾電勢(shì)差，其原理如圖所示．磁場(chǎng)方向電勢(shì)差

現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日1.“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的區(qū)別帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)條件帶電粒子以v⊥E進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)帶電粒子以v⊥B進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)受力情況只受恒定的電場(chǎng)力只受大小恒定的洛倫茲力運(yùn)動(dòng)軌跡拋物線圓弧物理規(guī)律類(lèi)平拋知識(shí)、牛頓第二定律牛頓第二定律、向心力公式現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日2.帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，關(guān)鍵是要按順序?qū)︻}目給出的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分段分析，把復(fù)雜問(wèn)題分解成一個(gè)一個(gè)簡(jiǎn)單、熟悉的問(wèn)題來(lái)求解，對(duì)于由幾個(gè)階段共同組成的運(yùn)動(dòng)還應(yīng)注意銜接處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).解決帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的思路方法：現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。敬鸢浮?/p>

vB

(2)該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑．(3)該粒子從O點(diǎn)出發(fā)再次回到O點(diǎn)所需的時(shí)間．現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．【答案】0.2T(2)P、M兩點(diǎn)間的電勢(shì)差．【答案】250V(3)粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的時(shí)間．【答案】1.285×10－2s

現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日2.(2015·南京三校聯(lián)考)如圖所示，區(qū)域Ⅰ中有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E;區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；區(qū)域Ⅲ中有垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力)從左邊界O點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度v0水平射入電場(chǎng)，經(jīng)水平分界線OP上的A點(diǎn)與OP成60°角射入Ⅱ區(qū)域的磁場(chǎng)，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入Ⅲ區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．求：現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)粒子在Ⅱ區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑．(2)O、M間的距離．(3)粒子從第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ到離開(kāi)區(qū)域Ⅲ所經(jīng)歷的時(shí)間t3.現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日1.帶電粒子在疊加場(chǎng)中無(wú)約束情況下的運(yùn)動(dòng)情況分類(lèi)(1)磁場(chǎng)力、重力并存①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因F洛不做功，故機(jī)械能守恒，由此可求解問(wèn)題．帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(2)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存(不計(jì)重力的微觀粒子)①

若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．②若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因F洛不做功，可用動(dòng)能定理求解問(wèn)題．(3)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存①若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)．②若重力與電場(chǎng)力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．③若合力不為零且與速度方向不垂直，將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因F洛不做功，可用能量守恒或動(dòng)能定理求解問(wèn)題．現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日2.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)解題要通過(guò)受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解問(wèn)題．現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日典題演示2

(2016·蘇錫常鎮(zhèn)二模)科學(xué)工作者常常用介質(zhì)來(lái)顯示帶電粒子的徑跡．如圖所示，平面內(nèi)存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝4×10－2T.x軸上方為真空，x軸下方充滿(mǎn)某種不導(dǎo)電的介質(zhì)并置于沿x軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到大小為f＝kv的粘滯阻力．y軸上P(0,0.08m)點(diǎn)存在一個(gè)粒子源，能沿紙面向各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量m＝1.6×10－25kg、帶電荷量q＝＋1.6×10－19C且速率相同的粒子．已知沿x軸正方向射出的一個(gè)粒子，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從x軸上(0.16m,0)點(diǎn)進(jìn)入介質(zhì)中，觀察到該粒子在介質(zhì)中的徑跡為直線．(不計(jì)重力及粒子間相互作用，粒子在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電荷量不變)現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)求該粒子源發(fā)射粒子的速率．【答案】8×103m/s

(2)求k的值，并指出進(jìn)入介質(zhì)的其他粒子最終的運(yùn)動(dòng)情況．(能給出相關(guān)參量的請(qǐng)給出參量的值)【答案】4.8×1021N·s/m運(yùn)動(dòng)情況略(3)若撤去介質(zhì)中的電場(chǎng)，求進(jìn)入介質(zhì)的粒子在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度l.【答案】0.27m現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日題組訓(xùn)練2

1.(2015·南師附中)如圖所示，套在足夠長(zhǎng)的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質(zhì)量為m，帶電荷量為q，小球可在棒上滑動(dòng)．現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向的且互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中．設(shè)小球電荷量不變，小球由棒的下端以某一速度上滑的過(guò)程中一定有(

)A.小球加速度一直減小B.小球的速度先減小，直到最后勻速C.桿對(duì)小球的彈力一直減小D.小球受到的洛倫茲力一直減小D

現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日【解析】

小球上滑的過(guò)程中，在豎直方向上受到豎直向下的重力和摩擦力作用，所以小球的速度一直減小，根據(jù)公式F洛＝qvB，小球所受洛倫茲力一直減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；在水平方向上，小球共受到水平向右的電場(chǎng)力、水平向左的洛倫茲力和桿的彈力三個(gè)力的作用，三力的合力為零，如果剛開(kāi)始，小球的初速度較大，其洛倫茲力大于電場(chǎng)力，桿對(duì)小球的彈力水平向右，大小FN＝F洛－F會(huì)隨著速度的減小而減小，小球的加速度也一直減?。蝗绻麆傞_(kāi)始小球的初速度較小，其洛倫茲力小于電場(chǎng)力，桿對(duì)小球的彈力水平向左，大小FN＝F－F洛會(huì)隨著速度的減小而增大，小球的加速度也一直增大，可見(jiàn)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤．現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日2.(2016·南師附中)如圖所示，在豎直平面內(nèi)，水平x軸的上方和下方分別存在方向垂直紙面向外和方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中x軸上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，并且在第一象限和第二象限有方向相反、強(qiáng)弱相同的平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E1.已知一質(zhì)量為m的帶電小球從y軸上的A(0，L)位置斜向下與y軸負(fù)半軸成60°角射入第一象限，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)判定帶電小球的電性，并求出所帶電荷量q及入射的速度大?。?2)為使得帶電小球在x軸下方的磁場(chǎng)中能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要在x軸下方空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，試求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。F(xiàn)在是47頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(3)在滿(mǎn)足第(2)問(wèn)的基礎(chǔ)上，若在x軸上安裝有一絕緣彈性薄板，并且調(diào)節(jié)x軸下方的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，使帶電小球恰好與絕緣彈性板碰撞兩次后從x軸上的某一位置返回到x軸的上方，(帶電小球與彈性板碰撞時(shí)，既無(wú)電荷轉(zhuǎn)移，也無(wú)能量損失，并且入射方向和反射方向與彈性板的夾角相同)然后恰能勻速直線運(yùn)動(dòng)至y軸上的A(0，L)位置，則彈性板至少多長(zhǎng)？求帶電小球從A位置出發(fā)返回至A位置過(guò)程中所經(jīng)歷的時(shí)間．現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(3)要想讓小球恰好與彈性板發(fā)生兩次碰撞，并且碰撞后返回x軸上方空間勻速運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，則其軌跡應(yīng)該如圖所示，且由幾何關(guān)系可知現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日甲

乙

現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)求帶電粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及電場(chǎng)強(qiáng)度E1.【答案】

0.8m

0.2N/C(2)＋x軸上有一點(diǎn)D，OD＝OC，若帶電粒子在通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，要使其恰能沿x軸正方向通過(guò)D點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及其磁場(chǎng)的變化周期T0.(3)要使帶電粒子通過(guò)C點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不再越過(guò)y軸，求交變磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0和變化周期T0的乘積應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系．現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日不論是速度選擇器、回旋加速器、還是質(zhì)譜儀、電磁流量計(jì)，其實(shí)質(zhì)都是帶電粒子在電磁場(chǎng)中的應(yīng)用實(shí)例，解題這類(lèi)問(wèn)題思路主要有：(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．根據(jù)帶電體所受的力，運(yùn)用牛頓第二定律并結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解．(2)功能關(guān)系．根據(jù)場(chǎng)力及其他外力對(duì)帶電粒子做功引起的能量變化或全過(guò)程中的功能關(guān)系解決問(wèn)題，這條線索不但適用于均勻場(chǎng)，也適用于非均勻場(chǎng)．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的實(shí)際應(yīng)用

現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)求離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度v的大小．(2)求a、b兩處的電勢(shì)差U.(3)實(shí)際工作時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度可能會(huì)與設(shè)計(jì)值B有一定偏差，若進(jìn)入加速器的離子總數(shù)為N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9B時(shí)有多少離子能打在熒光屏上？現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日BC

現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日BC

現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日(1)求原本打在MN中點(diǎn)P的離子質(zhì)量m.(2)為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍．(3)為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測(cè)完整，求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)．(取lg2＝0.301，lg3＝0.477，lg5＝0.699)【答案】

3現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是74頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日現(xiàn)在是75頁(yè)\一共有91頁(yè)\編輯于星期日微模型9帶電粒子在周期性變化的電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題解決這類(lèi)問(wèn)題首先要注意交變電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)的特點(diǎn)，弄清在各個(gè)過(guò)程中受到哪些力的作