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1、1 带电体在复合场中运动的分类 (1)磁场 +重力场并存 （ 2） 电场 +重力场并存 (3)电场 +磁场 (不计重力微观粒子 ) (4)电场 +磁场 +重力场并存 带电体在叠加场中的运动问题 2.带电粒子在复合场中运动的分析方法 3、 带电体在复合场中运动的几种运动模型 1、匀速直线运动 a b E B E B +q m C B E D +q m 3、匀速圆周运动 2、类平抛运动 如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图，它曾由航 天飞机携带升空，安装在阿尔法空间站中，用来探测宇 宙射线现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线， 恰好沿直线 OO 通过正交的电场和磁场区域后进入匀强 磁场 B2，
2、形成两条径迹，则下列说法中正确的（ ） A粒子 1进入磁场 B2的速度小于粒子 2的速度 B粒子 1进入磁场 B2的速度等于粒子 2的速度 C粒子 1的比荷大于粒子 2的比荷 D粒子 1的比荷小于粒子 2的比荷 类型一：电场和磁场的叠加 有一个带电量为 +q、重为 G的小球 ,从两竖直的带电平 行板上方 h处自由落下 ,两极板间另有匀强磁场 ,磁感 应强度为 B,方向如图 11所示 ,则带电小球通过有电场 和磁场的空间时 ,下列说法错误的是 ( ) A.一定作曲线运动 B.不可能做曲线运动 C.有可能做匀加速运动 D.有可能做匀速运动 图 11 类型一：电场和磁场的叠加 如图所示 ,一束同位素
3、离子流从狭缝 S1射入速度选择器 , 能够沿直线通过速度选择器并从狭缝 S2射出的离子 ,又 沿着与电场垂直的方向 ,立即进入场强大小为 E的偏转电 场 ,最后打在照相底片 D上 .已知同位素离子的电荷量为 q(q0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为 E0的匀强电场和磁感应强度大小为 B0的匀强磁场 ,照相 底片 D与狭缝 S1S2的连线平行且距离为 L,忽略重力的影 响 . 求： x与离子质量 m之间 的关系式 (用 E0B0EqmL表示 ). 质谱仪。 可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以 在已知电量的情况下测定粒子质量。 2mv 2 1qU r mvq v B 2 22 rB
4、U2 m q 类型一：电场和磁场的叠加 图是质谱仪的原理示意图带电粒子被加速电场加速 后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强 磁场和匀强电场的强度分别为 B和 E.平板 S上有可让粒 子通过的狭缝 P和记录粒子位置的胶片 A1A2.平板 S下方 有强度为 B0的匀强磁场下列表述错误的是（ ） A质谱仪是分析同位素的重要工具 B速度选择器中的磁场方向垂直 纸面向外 C能通过狭缝 P的带电粒子的速率 等于 E/B D粒子打在胶片上的位置越靠近 狭缝 P，粒子的比荷越小 类型一：电场和磁场的叠加 D 例 磁流体发电机原理如图 。 相距为 d 的极板 A、 B 间有高速等离子体喷射 ， 两极板间
5、有如图方向的匀强 磁场 。 该发电机哪个极板为正极 ？ 两板间最大电压为 多少 ？ 设气体的电导率 (电阻率的倒数 )为 K， 求通过 外阻 R的电流 ？ v B为正极板 d UqqEqv B m m 即磁流体发电机的电动势 E Bd vU m 类型一：电场和磁场的叠加 z B I y x v 注意： 电流方向相同时 ，正、负离子在 同一个磁场 中所受洛伦兹力的方向相同，偏转方向相同。 B I y x z v 类型一：电场和磁场的叠加 霍尔效应 如图所示的流量计由绝缘材料制成，长、宽、高分别 为 a、 b、 c，左右两端开口在垂直于上下底面方向加 磁感应强度大小为 B的匀强磁场，在前后两个内侧
6、面分 别固定有金属板作为电极污水充满管口从左向右流 经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压 U.若用 Q 表示污水流量 (单位时间内排出的污水体积 )，下列说 法中正确的是 ( ) A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高 C污水中离子浓度越高， 电压表的示数将越大 D污水流量 Q与 U成正比， 与 a、 b无关 答案： D 类型一：电场和磁场的叠加（ 流量计） 例 2质量为 m 带电量为 q 的小球套在竖直放置的 绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为 。匀强电场和 匀强磁场的方向如图所示，电场强度为 E，磁感应强 度为 B。小球由静止释放后沿杆
7、下滑。设杆足够长， 电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球的最大加 速度和最大速度。 E B qE qvB mg f N 最大加速度为 g，此时有： qvB=qE， N=0， f=0 当摩擦力和重力大小相等时， 小球速度达到最大 B E qB mgv 类型一：电场和磁场的叠加 拓展： 若将磁场反向，其余条件不变。最大 加速度和最大速度又各是多少？何时出现？ m E qga B E B q mgv 开始的加速度最大为 摩擦力等于重力时速度最大，为 E B qE qvB mg f N 类型一：电场和磁场的叠加 如图所示， I、 是竖直平面内两个相同的半圆形光滑 绝缘轨道， K为轨道最低点轨道 I处
8、于垂直纸面向外 的匀强磁场中，轨道 II处于水平向右的匀强电场 中两个完全相同的带正电小球 a、 b从静止开始下滑 至第一次到达最低点 k的过程，则此过程带电小球 a、 b 相比（ ） A球 a所需时间较长 B球 b机械能损失较多 C在 K处球 a速度较大 D在 K处球 b对轨道压力较大 BC 类型二 磁场 +重力场 +电场 例 3一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁 场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然 带 _，旋转方向为 _。若已知圆半径为 r，电 场强度为 E 磁感应强度为 B，则线速度为 _。 B E 负电， 逆时针， v = qBr/m = gBr/E 类型三 磁场 +
9、重力场 +电场 2如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电 场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一 带电微粒由 a点进入电磁场并刚好能沿 ab直线向上运 动，下列说法正确的是 ( ) A微粒一定带负电 B微粒动能一定减小 C微粒的电势能一定增加 D微粒的机械能一定增加 a b E 类型三 磁场 +重力场 +电场 【 例 4】 如图所示，带电平行板中匀强电场竖直向上， 匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘 轨道上的 a点自由滑下，经过轨道端点 P进入板间后恰 好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的 b点 开始自由滑下，在经 P点进入板间的运动过程中 ( ) A、其动能将会增大 B、其电势能将会增大 C、小球所受的洛伦兹力将会增大 D、小球所受的电场力将会增大 ABC 类型三 磁场 +重力场 +电场 反思总结
带电粒子在叠加场中的运动问题.ppt
