第八章第3讲带电粒子在复合场中的运动

第3讲带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中运动时，重力是恒力．电场力可能是恒力(匀强电场)，也可能是变力(非匀强电场)；若带电粒子做匀速直线运动，洛伦兹力一般为恒力，若做曲线运动，洛伦兹力一定是变力．1．有一个带电量为＋q、重力为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8－3－1所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是()A．一定做曲线运动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【解析】

带电小球刚入电场和磁场空间时，受到水平向左的电场力和水平向右的洛伦兹力，及竖直向下的重力，即使有qE＝qvB，因重力做正功，小球速度v增大，水平方向合力不再为零，小球一定做曲线运动，故A正确，B、C、D均错误．【答案】A物体的内能3．(双选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图8－3－9所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙．下列说法正确的是()A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量【解析】

离子应从加速器的中心进入加速器，磁场使离子偏转，电场使离子加速，故选A、D.【答案】

AD(1)“电偏转”和“磁偏转”分别是利用电场和磁场对(运动)电荷的电场力和洛伦兹力的作用控制其运动方向和轨迹．(2)两类运动的受力情况和处理方法差别很大，要首先进行区别分析，再根据具体情况处理．【思路点拨】

解答本题时应注意以下三点：(1)粒子在电场、磁场中的受力和运动规律．(2)画出粒子的运动轨迹．(3)圆周运动半径与OC的大小关系．(5)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解．②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿定律结合圆周运动规律求解．③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．④对于临界问题，注意挖掘隐含条件．2．复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)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、金属块等一般应当考虑其重力．(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况按题目要求处理比较正规，也比较简单．(3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力．重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力方向始终和运动方向垂直，永不做功，而洛伦兹力要随带电粒子运动状态的变化而改变．(1)A沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功Wf是多少？(2)P点与M点的水平距离s是多少？1．带电粒子在复合场的运动应用实例有：速度选择器、回旋加速器、磁流体发电机、电磁流量计、质谱仪和霍尔元件，其中速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件，在粒子运动稳定时，均满足粒子所受的电场力与洛伦兹力平衡．2．对于霍尔效应要注意不同类型的霍尔元件，其内部移动电荷的种类的不同，如金属片中真正定向移动的是自由电子．【聚焦题眼】“狭缝很小”、“初速度不计”、“重力不计”．A．西侧极板电势高，东侧极板电势低B．西侧极板电势低，东侧极板电势高C．海水的流速大小为0.125m/sD．海水的流速大小为0.2m/sA．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子每运动一周P