高考物理复习第9章 第3节 带电粒子在复合场中的运动Word文档格式.docx

1、由以上两式可得r， m，2回旋加速器如图932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图932交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由qvB，得Ekm，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径r决定，与加速电压无关3速度选择器（1）平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器（如图933所示）图933（2）带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qEqvB，即v4磁流体发电机（1）磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能（2）根据左手定则，图934中

2、的B是发电机正极图934（3）磁流体发电机两极板间的距离为L，等离子体速度为v，磁场的磁感应强度为B，则由qEqqvB得两极板间能达到的最大电势差UBLv.5电磁流量计工作原理：如图935所示，圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷（正、负离子），在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即：qvBqEq，所以v，因此液体流量QSv图9351正误判断（1）带电粒子在复合场中不可能处于静止状态（）（2）带电粒子在复合场中可能做匀速圆周运动（）（3）带电粒子在复合场中一定能

3、做匀变速直线运动（4）带电粒子在复合场中运动一定要考虑重力（5）电荷在速度选择器中做匀速直线运动的速度与电荷的电性有关（2对速度选择器的理解带正电的甲、乙、丙三个粒子（不计重力）分别以速度v甲、v乙、v丙垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中，其轨迹如图936所示，则下列说法正确的是（）图936Av甲v乙v丙Bv甲v乙qE，即v甲，同理可得v乙，v丙v丙，故A正确，B错误；电场力对甲做负功，甲的速度一定减小，对丙做正功，丙的速度一定变大，故C、D错误3质谱仪的工作原理（2016全国乙卷）现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图937所示，其中加速电压恒定质子在入口处从静止开始被加速

4、电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍此离子和质子的质量比约为（）图937A11 B12C121 D144D带电粒子在加速电场中运动时，有qUmv2，在磁场中偏转时，其半径r，由以上两式整理得：r.由于质子与一价正离子的电荷量相同，B1B2112，当半径相等时，解得：144，选项D正确4回旋加速器原理的理解（多选）回旋加速器的原理如图938所示，它由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（） 【导学号：92492347】图938A离子从电场中

5、获得能量B离子从磁场中获得能量C只增大空隙间的加速电压可增加离子从回旋加速器中获得的动能D只增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的动能AD回旋加速器通过电场对离子做功获得能量，A正确；洛伦兹力对离子不做功，B错误；粒子获得的能量为Ekm，C错误、D正确带电粒子在组合场中的运动1.带电粒子在匀强电场、匀强磁场中可能的运动性质在电场强度为E的匀强电场中在磁感应强度为B的匀强磁场中初速度为零做初速度为零的匀加速直线运动保持静止初速度垂直场线做匀变速曲线运动（类平抛运动）做匀速圆周运动初速度平行场线做匀变速直线运动做匀速直线运动特点受恒力作用，做匀变速运动洛伦兹力不做功，动能不变2.“电偏转”

6、和“磁偏转”的比较垂直进入匀强磁场（磁偏转）垂直进入匀强电场（电偏转）情景图受力FBqv0B，大小不变，方向总指向圆心，方向变化，FB为变力FEqE，FE大小、方向不变，为恒力运动规律匀速圆周运动r，T类平抛运动vxv0，vytxv0t，yt2运动时间tT，具有等时性动能不变变化3.常见模型（1）先电场后磁场模型先在电场中做加速直线运动，然后进入磁场做圆周运动（如图939甲、乙所示）在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度甲乙图939先在电场中做类平抛运动，然后进入磁场做圆周运动（如图9310甲、乙所示）在电场中利用平抛运动知识求粒子进入磁场时的速度甲乙图9310（2）先磁场后

7、电场模型对于粒子从磁场进入电场的运动，常见的有两种情况：（1）进入电场时粒子速度方向与电场方向相同或相反；（2）进入电场时粒子速度方向与电场方向垂直（如图9311所示）甲乙图9311多维探究考向1先电场后磁场1如图9312所示，在第象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第、象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等有一个带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45角进入磁场，又恰好垂直于x轴进入第象限的磁场已知OP之间的距离为d，则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为（） 【导学号：92492348】图93

8、12A. B （25）C. D D带电粒子的运动轨迹如图所示由题意知，带电粒子到达y轴时的速度vv0，这一过程的时间t1又由题意知，带电粒子在磁场中的偏转轨道半径r2d.故知带电粒子在第象限中的运动时间为：t2带电粒子在第象限中运动的时间为：t3故t总.故D正确考向2先磁场后电场2（2017潍坊模拟）在如图9313所示的坐标系中，第一和第二象限（包括y轴的正半轴）内存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场；第三和第四象限内存在平行于y轴正方向、大小未知的匀强电场p点为y轴正半轴上的一点，坐标为（0，l）；n点为y轴负半轴上的一点，坐标未知现有一带正电的粒子由p点沿y轴正方向以一

9、定的速度射入匀强磁场，该粒子经磁场偏转后以与x轴正半轴成45角的方向进入匀强电场，在电场中运动一段时间后，该粒子恰好垂直于y轴经过n点粒子的重力忽略不计求：图9313（1）粒子在p点的速度大小；（2）第三和第四象限内的电场强度的大小；（3）带电粒子从由p点进入磁场到第三次通过x轴的总时间【解析】粒子在复合场中的运动轨迹如图所示（1）由几何关系可知rsin 45l解得rl又因为qv0Bm，可解得v0（2）粒子进入电场在第三象限内的运动可视为平抛运动的逆过程，设粒子射入电场坐标为（x1,0），从粒子射入电场到粒子经过n点的时间为t2，由几何关系知x1（1）l，在n点有v2v1v0由类平抛运动规律有

10、（1）lv0t2v0at2联立以上方程解得t2，E（3）粒子在磁场中的运动周期为T粒子第一次在磁场中运动的时间为t1粒子在电场中运动的时间为2t2粒子第二次在磁场中运动的时间为t3故粒子从开始到第三次通过x轴所用时间为tt12t2t3（22）【答案】（1）（2） （3）（2） （1）解题的思维程序（2）规律运用及思路带电粒子经过电场区域时利用动能定理或类平抛的知识分析；带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理；注意带电粒子从一种场进入另一种场时的衔接速度带电粒子在叠加场中的运动考向1电场、磁场叠加1（多选）（2017济南模拟）如图9314所示，在正交坐标系Oxyz中，分布着电场

11、和磁场（图中未画出）在Oyz平面的左方空间内存在沿y轴负方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在Oyz平面右方、Oxz平面上方的空间内分布着沿z轴负方向、磁感应强度大小也为B的匀强磁场；在Oyz平面右方、Oxz平面下方分布着沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为.在t0时刻，一个质量为m、电荷量为q的微粒从P点静止释放，已知P点的坐标为（5a，2a,0），不计微粒的重力则（）图9314A微粒第一次到达x轴的速度大小为B微粒第一次到达x轴的时刻为C微粒第一次到达y轴的位置为y2aD微粒第一次到达y轴的时刻为BD微粒从P点由静止释放至第一次到达y轴的运动轨迹如图所示释放后，微粒在电场中做匀加速直线运动，由E，根据动能定理有Eq2amv2，解得微粒第一次到达x轴的速度v，又t1v，解得微粒第一次到达x轴的时刻t1，故选项A错误，B正确；微粒进入磁场后开始做匀速圆周运动，假设运动的轨道半径为R，则有qvBm，可得：Ra，所以微粒到达y轴的位置为ya，选项C错误；微粒在磁场中运动的周期T，则运动到达y轴的时刻：t25t1T，代入得：，选项D正确考向2电场、磁场、重力场叠加温州模拟