带电粒子(或小球)在复合场中的运动VIP专享VIP免费

带电粒子在复合场、组合场中的运动EBv景泰五中高岳东整理制作一、高考中的地位：带电粒子在场中的运动是高考必考的内容,这类问题涉及知识面广、能力要求高，特别是带电粒子在复合场组合场的运动更是重中之重,常见的题型有选择、填空、计算等，在每年高考的三道计算题中必有一道是带电粒子在复合场组合场中的运动.二、知识要点1.通常所说复合场的含义：电场、磁场和重力场并存或某两场复合或组合。2.受力分析注意三力的特点：电场力、重力往往不变，洛伦兹力始终与速度方向垂直。3.三力单独作用的运动特点：电场力、重力作用下作直线运动或类平抛运动，洛伦兹力作用下作圆周运动或螺旋线运动。4.做功特点：电场力、重力做功与路径无关，由始末位置决定，洛伦兹力永不做功。因此带电粒子在复合场中运动问题就是综合运用力学三大观点：动力学观点，能量观点、动量观点。5.应用广泛：如回旋加速器、速度选择器、质谱仪、磁流体发电机、电磁流量计、霍耳效应1、当带电体所受合力为零时，将处于静止或匀速直线运动状态。2:当带电体做非匀速直线运动时,则带电体所受合力方向与物体运动方向在同一条直线上.特别注意：3、当带电体(粒子)作匀速圆周运动时，若洛仑兹力提供向心力，则其余各力的合力必为零。何为速度选择器，其工作原理如何，并列举几个物理模型与速度选择器相似的应用实例。解析：带电粒子垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场的复合空间，所受电场力和洛伦兹力方向相反，大小相等。(1)BEv凡符合（1）式的粒子不发生偏转，顺利通过场区从O2孔出射，凡不符合（1）式的粒子将发生偏转，均不能从O2射出，即将的粒子选出。BEvBqvEq即等离子体喷入磁场区域，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。dvBqvqdUmBmU设B为磁感应强度，d为两板间距，v为喷射速度，最大电势差Um，则：类似的还有磁流体发电机：如图：是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器，设导管直径为d，用非磁性材料制成，磁感应强度为B，a、b间测出电势差为U电磁流量计：BdUBdUdSvQ442则流量霍耳效应：如图：厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于磁感强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体上下侧面间会产生电势差，这种现象叫霍耳效应。稳定时：)1(UBhvhUBvEeBev设电流强度为I，电荷定向移动速度为，上下两侧电压为Uv又（n为单位体积自由电荷数）nesvI)2(nehdInesIv(2)式代入(1)式dIBknedBIU(k为霍耳系数）经速度选择器选中的速度相等，质量不等的粒子经偏转磁场后，由于半径不等而分开。其实质谱仪中也要用到速度选择器，如图带电体(粒子、小球、微尘、液滴）在复合场中运动，在有些场合需要考虑带电体的重力，而有些场合则往往要把重力忽略。一般带电粒子如电子、α粒子等不考虑重力,除非有特别说明；而带电小球、液滴、微尘等则要考虑重力。1:质量为m的带电小球，在电场中某点静止下落，第一秒钟下落了10米，则小球带什么性质的电荷？小球在电场中受到的电场力与重力的大小之比是多少？(g=10m/s2)分析：由题意可知，小球做的是初速为零的匀加速直线运动。h=at2/2a=2h/t2=2×10÷(1)2=20m/s2＞g由于电场力是向下的，应是正电荷．再根据a=E11mgqEmqEmgmF合三、例题分析2:匀强电场水平向右,一带电微粒沿直虚线在电场中斜向上运动,则该微粒在从A运动到B的过程中,其能量变化为A:动能增大,电势能减小.B:动能减小,电势能减小C动能减小,电势能增大D:动能增大,电势能增大答案:CABmgQE3:如果上题中,若要使带电微粒沿着AB直线作匀速直线运动,则要向哪个方向加一个匀强磁场呢?电荷的电性应如何呢?ABV0mgqEqvB××××××××××××4、已知质量为m的带电液滴，以速度ν射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示。求：(1)液滴在此空间受到几个力作用？(2)液滴带电量及电性？(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大？EBvmg解：(1)由于是带电液滴，它必受重力，又处于电磁场中，还应受到电场力及洛仑兹力共3个力。(2)因液滴做匀速圆周运动，故...