專(zhuān)題二：復(fù)合場(chǎng) - 副本

專(zhuān)題二帶電粒子在復(fù)

合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第三章磁場(chǎng)一、復(fù)合場(chǎng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)當(dāng)中任意兩個(gè)或三個(gè)共存的區(qū)域。磁場(chǎng)+電場(chǎng)磁場(chǎng)+重力場(chǎng)電場(chǎng)+重力場(chǎng)磁場(chǎng)+電場(chǎng)+重力場(chǎng)二、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的受力分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變由速度與合力共同決定,受力分析時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：①分析順序：先場(chǎng)力(包括重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力)、后彈力、再摩擦力等。②場(chǎng)力分析：重力：大小

，方向

。

電場(chǎng)力：大小

，方向

。

洛侖茲力：大小

，方向

。③微觀粒子一般不計(jì)重力.電子、質(zhì)子、離子等.

帶電小球、塵埃、液滴、塵埃等宏觀小物體的重力一般不能忽略.

若有具體數(shù)據(jù),可通過(guò)比較分析是否考慮重力.電場(chǎng)力和洛倫茲力的比較1.在電場(chǎng)中的電荷，不管其運(yùn)動(dòng)與否，均受到電場(chǎng)力的作用；而磁場(chǎng)僅僅對(duì)運(yùn)動(dòng)著的、且速度與磁場(chǎng)方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用．2.電場(chǎng)力的大小F＝Eq，與電荷的運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)；而洛倫茲力的大小f＝Bqvsinα,與電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均有關(guān)．3.電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場(chǎng)垂直，又和速度方向垂直．4.電場(chǎng)力既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度大小.5.電場(chǎng)力可以對(duì)電荷做功，能改變電荷的動(dòng)能；洛倫茲力不能對(duì)電荷做功，不能改變電荷的動(dòng)能．三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特征是解決問(wèn)題的前提.帶電粒子在疊加場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，取決于帶電粒子所受的合外力及其初始狀態(tài)的速度，因此應(yīng)把帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析。三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析1.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合力為零時(shí),粒子將做

運(yùn)動(dòng).例如:Bv0EEqqvB帶電粒子Bv0qvBmgEqE帶電液滴mgvqvBEq帶電液滴靜止或勻速直線(xiàn)2.當(dāng)帶電粒子所受合力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線(xiàn)上時(shí)，粒子將做

運(yùn)動(dòng).例如:三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析變速直線(xiàn)光滑：粗糙：mg+q三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析3.當(dāng)帶電粒子所受合力充當(dāng)向心力時(shí),粒子將做

運(yùn)動(dòng).例如：友情提示：向心力的特點(diǎn)：①大小不變②方向時(shí)刻改變所以：恒力無(wú)法充當(dāng)向心力！v0mgEqqvB勻速圓周三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析4.當(dāng)帶電粒子所受合外力大小、方向均不斷變化時(shí),粒子將做

運(yùn)動(dòng).變加速曲線(xiàn)+例如：帶電小球在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中由靜止釋放：mgqvBv四、復(fù)合場(chǎng)的典型物理模型1.速度選擇器+-Um,qv正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)四、復(fù)合場(chǎng)的典型物理模型2.磁流體發(fā)電機(jī)+q燃燒室-qBSR四、復(fù)合場(chǎng)的典型物理模型3.電磁流量計(jì)流量Q:單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)截面的體積.aBvd+q-qvvbVQ=Sv四、復(fù)合場(chǎng)的典型物理模型4.質(zhì)譜儀：①帶電粒子源②加速電場(chǎng)③速度選擇器④偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B2⑤照相底片④①測(cè)粒子比荷、質(zhì)量.②分析同位素.四、復(fù)合場(chǎng)的典型物理模型5.回旋加速器：粒子最終的動(dòng)能：粒子的最大速度：五、粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例1】如圖,在X軸上方有勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E;在x軸下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖,在x軸上有一點(diǎn)M,離O點(diǎn)距離為L(zhǎng).現(xiàn)有一帶電量為+q的粒子,使其從靜止開(kāi)始釋放后能經(jīng)過(guò)M點(diǎn).如果把此粒子放在y軸上,其坐標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系？（重力忽略不計(jì)）h＝B2qL2／8n2mE（n＝l、2、3…）——組合場(chǎng)【例2】如圖,兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極,外電極接地,其上均勻分布著平行于軸線(xiàn)的四條狹縫a、b、c和d,外筒的半徑為r0.

在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線(xiàn)方向的均勻磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度的大小為B.在兩極間加上電壓,使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場(chǎng).一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子,從緊靠?jī)?nèi)筒且正對(duì)狹縫a的s點(diǎn)出發(fā),初速為零.abcdso如果該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S,則兩電極之間的電壓U應(yīng)是多少?（不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中）。abcdso【例6】如圖,從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E（豎直向上）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B（垂直于紙面向外）中,發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn),要使此離子沿直線(xiàn)穿過(guò)電場(chǎng),則:A．增大電場(chǎng)強(qiáng)度E，減小磁感強(qiáng)度BB