第十一章 第三講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的應(yīng)用

第三講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、復(fù)合場(chǎng)1.復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、

和重力場(chǎng)并存,或其中某兩場(chǎng)并存,或分區(qū)域存在.磁場(chǎng)mg豎直向下qE相同相反qvB左手無關(guān)重力勢(shì)能無關(guān)qU電勢(shì)能動(dòng)能二、電場(chǎng)磁場(chǎng)分區(qū)域應(yīng)用實(shí)例1.電視顯像管電視顯像管是應(yīng)用電子束_______(填“電偏轉(zhuǎn)”或

“磁偏轉(zhuǎn)”)的原理來工作的,使電子束偏轉(zhuǎn)的_____

(填“電場(chǎng)”或“磁場(chǎng)”)是由兩對(duì)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的.

顯像管工作時(shí),由_______發(fā)射電子束,利用磁場(chǎng)來使

電子束偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)電視技術(shù)中的_______,使整個(gè)熒光

屏都在發(fā)光.磁偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)陰極掃描加速電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)3.回旋加速器(1)構(gòu)造:如圖所示,D1、D2是半圓金屬盒,D形盒的縫

隙處接______電源.D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.交流粒子獲得的最大動(dòng)能由_______________和D形盒_______決定,與加速電壓______.磁感應(yīng)強(qiáng)度B半徑R無關(guān)垂直qE＝qvBdvB非磁性材料電場(chǎng)力洛倫茲力電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)條件帶電粒子以v⊥E進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)帶電粒子以v⊥B進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)受力情況只受恒定的電場(chǎng)力只受大小恒定的洛倫茲力運(yùn)動(dòng)情況類平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡拋物線圓弧物理規(guī)律類平拋知識(shí)、牛頓第二定律牛頓第二定律、向心力公式名師點(diǎn)睛一、“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較1.

1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器,其原理如圖所示.這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙.下列說法正確的是(

)A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C.離子從磁場(chǎng)中獲得能量D.離子從電場(chǎng)中獲得能量答案:

AD2.

如圖所示,光滑絕緣桿固定在水平位置上,使其兩端分別帶上等量同種正電荷Q1、Q2,桿上套著一帶正電小球,整個(gè)裝置處在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里,將靠近右端的小球從靜止開始釋放,在小球從右到左的運(yùn)動(dòng)過程中,下列說法中正確的是(

)A.小球受到的洛倫茲力大小變化,但方向不變B.小球受到的洛倫茲力將不斷增大C.小球的加速度先減小后增大D.小球的電勢(shì)能一直減小解析:

Q1、Q2連線上中點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度為零.從中點(diǎn)向兩側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度增大且方向都指向中點(diǎn),故小球所受電場(chǎng)力指向中點(diǎn).小球從右向左運(yùn)動(dòng)過程中,小球的加速度先減小后增大,C正確；速度先增大后減小,洛倫茲力大小變化,由左手定則知,洛倫茲力方向不變.故A正確,B錯(cuò)誤；小球的電勢(shì)能先減小后增大,D錯(cuò)誤.答案:

AC答案:

CD4.如圖所示,兩平行金屬板中間有相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)子沿極板方向以速度v0從左端射入,并恰好從兩板間沿直線穿過.不計(jì)質(zhì)子重力,下列說法正確的是(

)

二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中常見的運(yùn)動(dòng)形式1.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力為零時(shí),粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止.2.當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上時(shí),粒子做變速直線運(yùn)動(dòng).3.當(dāng)帶電粒子受到的合外力大小恒定,方向始終和速度方向垂直時(shí),粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng).常見的形式是重力和電場(chǎng)力的合力為零,洛倫茲力充當(dāng)向心力.4.當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均不斷變化時(shí),粒子將做變加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)一般只能用能量觀點(diǎn)分析問題.答案:

AD答案