1专题带电粒子在复合场中的运动考点梳理一、复合场1． 复合场的分类(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或相邻或在同一区域，电场、磁场交替出现．2． 三种场的比较项目名称力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg方向：竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能静电场大小：F＝qE方向：a.正电荷受力方向与场强方向相同b.负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关W＝qU电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力 F＝qvB方向可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能二、带电粒子在复合场中的运动形式1． 静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动．2． 匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动．3． 较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．4． 分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成．2【规律总结】带电粒子在复合场中运动的应用实例1． 质谱仪(1)构造：如图 5 所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．图 5(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式 qU＝12m v2.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式 qvB＝mv2r.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．r＝1B2m Uq ，m ＝qr2B22U ，qm ＝ 2UB2r2.2． 回旋加速器(1)构造：如图 6 所示，D1、D2 是半圆形金属盒，D 形盒的缝隙处接交流电源，D 形盒处于匀强磁场中．(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过 D 形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地 反向， 粒子就会 被一次 一次地 加速． 由 qvB＝m v2r，得Ekm ＝q2B2r22m，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度 B和 D 形盒图 6半径 r决定，与加速电压无关．特别提醒这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速、在磁场中偏转(匀速圆周运动)的原理．3．速度选择器(如图 7 所示)(1)平行板中电场强度 E...
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