带电粒子在叠加场中的运动问题

优选带电粒子在叠加场中的运动问题第一页，共十八页。2.带电粒子在复合场中运动的分析方法第二页，共十八页。3、带电体在复合场中运动的几种运动模型1、匀速直线运动abEBEB+qmCBED+qm第三页，共十八页。3、匀速圆周运动2、类平抛运动第四页，共十八页。如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图，它曾由航天飞机携带升空，安装在阿尔法空间站中，用来探测宇宙射线．现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线，恰好沿直线OO′通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2，形成两条径迹，则下列说法中正确的（）A．粒子1进入磁场B2的速度小于粒子2的速度B．粒子1进入磁场B2的速度等于粒子2的速度C．粒子1的比荷大于粒子2的比荷D．粒子1的比荷小于粒子2的比荷类型一：电场和磁场的叠加第五页，共十八页。有一个带电量为+q、重为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11所示,则带电小球通过有电场和磁场的空间时,下列说法错误的是() A.一定作曲线运动 B.不可能做曲线运动 C.有可能做匀加速运动 D.有可能做匀速运动图11类型一：电场和磁场的叠加第六页，共十八页。如图所示,一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,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.已知同位素离子的电荷量为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.求：x与离子质量m之间的关系式(用E0､B0､E､q､m､L表示).第七页，共十八页。质谱仪。可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知电量的情况下测定粒子质量。

类型一：电场和磁场的叠加第八页，共十八页。图是质谱仪的原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述错误的是（）A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小 类型一：电场和磁场的叠加D第九页，共十八页。例．磁流体发电机原理如图。相距为d的极板A、B间有高速等离子体喷射，两极板间有如图方向的匀强磁场。该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少？设气体的电导率(电阻率的倒数)为K，求通过外阻R的电流？vB为正极板即磁流体发电机的电动势类型一：电场和磁场的叠加第十页，共十八页。zBIyxv注意：电流方向相同时，正、负离子在同一个磁场中所受洛伦兹力的方向相同，偏转方向相同。BIyxzv类型一：电场和磁场的叠加霍尔效应第十一页，共十八页。如图所示的流量计由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关答案：D类型一：电场和磁场的叠加（流量计）第十二页，共十八页。例2．质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大，求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。EBqEqvBmgfN最大加速度为g，此时有：qvB=qE，N=0，f=0当摩擦力和重力大小相等时，小球速度达到最大类型一：电场和磁场的叠加第十三页，共十八页。拓展：若将磁场反向，其余条件不变。最大加速度和最大速度又各是多少？何时出现？开始的加速度最大为摩擦力等于重力时速度最大，为EBqEqvBmgfN类型一：电场和磁场的叠加第十四页，共十八页。如图所示，I、Ⅱ是竖直平面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，K为轨道最低点．轨道I处于垂直纸面向外的匀强磁场中，轨道II处于水平向右的匀强电场中．两个完全相同的带正电小球a、b从静止开始下滑至第一次到达最低点k的过程，则此过程带电小球a、b相比（）A．球a所需时间较长B．球b机械能损失较多C．在K处球a速度较大D．在K处球b对轨道压力较大BC类型二磁场+重力场+电场第十五页，共十八页。例3．一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。BE负电，逆时针，v=qBr/m=gBr/E类型三磁场+重力场+电场第十六页，共十八页。2．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是()A．微粒一定带负电B．微粒动能一定减小C．微粒的电势能一定增加D．微粒的机械能一定增加abE类型三磁场+重力场+电场第十七页，共十八页。【例4】如图所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平