带电粒子在复合场中的运动课件

O3rrO4rrO2rrO1rrOS一朵梅花带电粒子在磁场中运动轨迹赏析O3rrO4rrO2rrO1rrOS一朵梅花带电粒子在磁场中aaOxPvO1O3O2一条波浪aaOxPvO1O3O2一条波浪oABv0o1rrPQ一颗明星oABv0o1rrPQ一颗明星O1O2O3Ld一把球拍O1O2O3Ld一把球拍带电粒子在复合场中的运动1、各种场是独立区域匀速直线运动复杂的曲线运动功能关系分阶段求解处理方法：2、各种场是共存区域运动类型：电场重力场磁场匀速圆周运动如何判断研究对象是否考虑重力？带电粒子在复合场中的运动1、各种场是独立区域匀速直线运动复杂温馨提示复合场中重力是否考虑的三种情况

(1)在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力．

(2)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略．而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等，一般应考虑其重力．

(3)不能直接判断是否考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否考虑重力.

温馨提示1、平行板中E和B互相垂直（一）速度选择器3、这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，跟电量和电荷正负无关，跟所以叫做速度选择器．2、粒子沿直线通过则有：qvB＝qE，v＝4、粒子反向通过就不是速度选择器共存复合场1、平行板中E和B互相垂直（一）速度选择器3、这种装置能把具直线运动电场力动能洛伦兹力动能直线运动电场力动能洛伦兹力动能（二）磁流体发电机将等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体呈中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．当qvB＝

时电势差稳定，1、发电原理：3、闭合电路欧姆定律E＝I（R+r）（新兴技术，把磁场能直接转化为电能）2、B是发电机正极U＝

，这就相当于一个可以对外供电的电源．dvB（二）磁流体发电机将等离子体(高温下电离的气体，含有大（三）电磁流量计圆形导管直径为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，当自由电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定1、工作原理：（三）电磁流量计圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导（四）霍尔效应1、定义：高h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，当电流通过导体时，在导体板的上表面A和下表面A′之间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，此电压称为霍尔电压．Zxx```k2、公式推导：设导体中自由电荷(载流子)是自由电子．图中电流方向向右，则电子受洛伦兹力方向向上，在上表面A积聚电子，则，qBv＝qE，E＝

Bv

，电势差U＝Eh＝

Bhv又I＝

nqSvS为导体的横截面积S＝hd得v＝所以U＝Bhv＝（四）霍尔效应1、定义：高h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，例：如图所示，虚线间空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是(

)答案：CD例：如图所示，虚线间空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的例：如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是(

)．

A．小球一定带正电

B．小球一定带负电

C．小球的绕行方向为顺时针

D．改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动解析：由于小球做匀速圆周运动，有qE＝mg，电场力方向竖直向上，所以小球一定带负电，故A错、B正确；洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力，由左手定则可判定小球绕行方向为顺时针，故C正确；改变小球速度大小，小球仍做圆周运动，D错误．BC例：如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里解析：由于小例：套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为m，电量为+q，匀强电场的电场强度为E，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度为B，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度．例：套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为m，电量为+q，匀质谱仪思考：质谱仪的主要作用是什么？测定带电粒子的质量和分析同位素分离复合场质谱仪思考：质谱仪的主要作用是什么？测定带电粒子的质量和分析回旋加速器问题：1、电场和磁场的作用是什么？2、有哪些重要的知识点？回旋加速器问题：1、电场和磁场的作用是什么？分离复合场分析方法分离复合场分析方法如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场方向垂直纸面向外，右侧区域匀强磁场方向垂直纸面向里，两个磁场区域的磁感应强度大小均为B。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：（1）中间磁场区域的宽度d;（2）带电粒子的运动周期.BEOBLd如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强O1O2O3B1EOB2Ld下面请你完成本题解答O1O2O3B1EOB2Ld下面请你完成本题解答由以上两式，可得（2）在电场中运动时间在中间磁场中运动时间在右侧磁场中运动时间则粒子的运动周期为带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律得：O1O2O3B1EOB2Ld解：（1）如图所示，带电粒子在电场中加速，由动能定理得：粒子在两磁场区运动半径相同，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO1O2O3是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为：由以上两式，可得（2）在电场中运动时间在中间磁场中运动时间在例．如图左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S1射入，沿直线通过速度选择器，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．已知离子的电荷量为q(q>0)，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S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响(1)求从狭缝S2射出的速度v0(2)求打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离x例．如图左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位带电粒子在复合场中的运动课件例、如下图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中的Q(－2h，－h)点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O处射入第Ⅰ象限，最后以垂直于PN的方向射出磁场．已知MN平行于x轴，N点的坐标为(2h,2h)，不计粒子的重力，求：(1)电场强度的大小E；(2)磁感应强度的大小B；(3)粒子在磁场中运动的时间t.例、如下图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限的等腰直角带电粒子在复合场中的运动课件带电粒子在复合场中的运动课件带电粒子在复合场中的运动课件(1)两金属板间所加电场的场强大小；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小．(1)两金属板间所加电场的场强大小；带电粒子在复合场中的运动课件带电粒子在复合场中运动的分析方法带电粒子在复合场中运动的分析方法O3rrO4rrO2rrO1rrOS一朵梅花带电粒子在磁场中运动轨迹赏析O3rrO4rrO2rrO1rrOS一朵梅花带电粒子在磁场中aaOxPvO1O3O2一条波浪aaOxPvO1O3O2一条波浪oABv0o1rrPQ一颗明星oABv0o1rrPQ一颗明星O1O2O3Ld一把球拍O1O2O3Ld一把球拍带电粒子在复合场中的运动1、各种场是独立区域匀速直线运动复杂的曲线运动功能关系分阶段求解处理方法：2、各种场是共存区域运动类型：电场重力场磁场匀速圆周运动如何判断研究对象是否考虑重力？带电粒子在复合场中的运动1、各种场是独立区域匀速直线运动复杂温馨提示复合场中重力是否考虑的三种情况

(1)在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力．

(2)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略．而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等，一般应考虑其重力．

(3)不能直接判断是否考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果确定是否考虑重力.

温馨提示1、平行板中E和B互相垂直（一）速度选择器3、这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，跟电量和电荷正负无关，跟所以叫做速度选择器．2、粒子沿直线通过则有：qvB＝qE，v＝4、粒子反向通过就不是速度选择器共存复合场1、平行板中E和B互相垂直（一）速度选择器3、这种装置能把具直线运动电场力动能洛伦兹力动能直线运动电场力动能洛伦兹力动能（二）磁流体发电机将等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体呈中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．当qvB＝

时电势差稳定，1、发电原理：3、闭合电路欧姆定律E＝I（R+r）（新兴技术，把磁场能直接转化为电能）2、B是发电机正极U＝

，这就相当于一个可以对外供电的电源．dvB（二）磁流体发电机将等离子体(高温下电离的气体，含有大（三）电磁流量计圆形导管直径为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，当自由电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定1、工作原理：（三）电磁流量计圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导（四）霍尔效应1、定义：高h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，当电流通过导体时，在导体板的上表面A和下表面A′之间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，此电压称为霍尔电压．Zxx```k2、公式推导：设导体中自由电荷(载流子)是自由电子．图中电流方向向右，则电子受洛伦兹力方向向上，在上表面A积聚电子，则，qBv＝qE，E＝

Bv

，电势差U＝Eh＝

Bhv又I＝

nqSvS为导体的横截面积S＝hd得v＝所以U＝Bhv＝（四）霍尔效应1、定义：高h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，例：如图所示，虚线间空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是(

)答案：CD例：如图所示，虚线间空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的例：如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是(

)．

A．小球一定带正电

B．小球一定带负电

C．小球的绕行方向为顺时针

D．改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动解析：由于小球做匀速圆周运动，有qE＝mg，电场力方向竖直向上，所以小球一定带负电，故A错、B正确；洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力，由左手定则可判定小球绕行方向为顺时针，故C正确；改变小球速度大小，小球仍做圆周运动，D错误．BC例：如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里解析：由于小例：套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为m，电量为+q，匀强电场的电场强度为E，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度为B，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度．例：套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为m，电量为+q，匀质谱仪思考：质谱仪的主要作用是什么？测定带电粒子的质量和分析同位素分离复合场质谱仪思考：质谱仪的主要作用是什么？测定带电粒子的质量和分析回旋加速器问题：1、电场和磁场的作用是什么？2、有哪些重要的知识点？回旋加速器问题：1、电场和磁场的作用是什么？分离复合场分析方法分离复合场分析方法如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场方向垂直纸面向外，右侧区域匀强磁场方向垂直纸面向里，两个磁场区域的磁感应强度大小均为B。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：（1）中间磁场区域的宽度d;（2）带电粒子的运动周期.BEOBLd如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强O1O2O3B1EOB2Ld下面请你完成本题解答O1O2O3B1EOB2Ld下面请你完成本题解答由以上两式，可得（2）在电场中运动时间在中间磁场中运动时间在右侧磁场中运动时间则粒子的运动周期为带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律得：O1O2O3B1EOB2Ld解：（1）如图所示，带电粒子在电场中加速，由动能定理得：粒子在两磁场区运动半径相同，三段圆弧的圆心组成的三角形ΔO1O2O3是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为：由以上两式，可得（2）在电场中运动时间在中间磁场中运动时间在例．如图左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S1射入，沿直线通过速度选择器，又沿