專題提升二十三帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)及其在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用第十一章磁場題型1帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)題型2組合場在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用內(nèi)容索引溫馨提示:點(diǎn)擊標(biāo)題鏈接相關(guān)內(nèi)容帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)贏在微點(diǎn)物理大一輪題型11.組合場：電場與磁場各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊，電場、磁場交替出現(xiàn)。2.分析思路。(1)劃分過程：將粒子運(yùn)動(dòng)的過程劃分為幾個(gè)不同的階段，對不同的階段選取不同的規(guī)律處理。(2)找關(guān)鍵點(diǎn)：確定帶電粒子在場區(qū)邊界的速度(包括大小和方向)是解決該類問題的關(guān)鍵。(3)畫運(yùn)動(dòng)軌跡：根據(jù)受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，大致畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，有利于形象、直觀地解決問題。3.組合場中的兩種典型偏轉(zhuǎn)?？枷?

磁場與磁場的組合【典例1】

(2024·湖北卷)如圖所示，在以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子沿直徑AC方向從A點(diǎn)射入圓形區(qū)域。不計(jì)重力，下列說法正確的是(

)

解析

解析考向2

電場與磁場的組合【典例2】

(2025·邢臺模擬)如圖所示，MN為豎直平面內(nèi)的一條水平分界線，MN的上方有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，MN的下方有垂直于豎直平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。粒子源S可向平行于紙面的各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)、速度大小不同的帶電粒子，分界線MN上A點(diǎn)位于S的正上方，S到A點(diǎn)的距離為d，忽略帶電粒子受到的重力。(1)若從S發(fā)出的帶電粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)一次就能到達(dá)A點(diǎn)，求粒子的最小速度v0；

解析(2)若從S發(fā)出的帶電粒子的初速度方向與豎直方向的夾角θ=30°，且粒子從A點(diǎn)進(jìn)入電場，之后在電場和磁場中沿閉合軌跡做周期性運(yùn)動(dòng)。①求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E；符合題意的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，解析

解析②求粒子的運(yùn)動(dòng)周期T。

解析

(1)求金屬板間電勢差U；

解析(2)求粒子射出磁場時(shí)與射入磁場時(shí)運(yùn)動(dòng)方向間的夾角θ；

解析

解析(3)僅改變圓形磁場區(qū)域的位置，使粒子仍從圖中O'點(diǎn)射入磁場，且在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長。定性畫出粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡及相應(yīng)的弦，標(biāo)出改變后的圓形磁場區(qū)域的圓心M。根據(jù)幾何關(guān)系，將磁場圓繞O'點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)O點(diǎn)轉(zhuǎn)到M點(diǎn)，粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡相應(yīng)的弦為磁場圓的直徑時(shí)，粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長。作出粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡及相應(yīng)的弦，標(biāo)出改變后的磁場圓的圓心M，如圖乙所示。解析組合場在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用贏在微點(diǎn)物理大一輪題型2考向1

質(zhì)譜儀1.作用。測量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的儀器。2.原理(如圖所示)。

【典例4】如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場強(qiáng)度大小為E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場。下列表述不正確的是(

)

解析

解析考向2

回旋加速器1.構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒處于勻強(qiáng)磁場中，D形盒的縫隙處接交流電源。

【典例5】回旋加速器是將半徑為R的兩個(gè)D形盒置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩盒間的狹縫很小，兩盒間接電壓為U的高頻交流電源。電荷量為q的帶電粒子從A處的粒子源進(jìn)入加速電場(初速度為零)，若不考慮粒子在電場中加