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PAGE  PAGE 11 零诊复习 《选修3-1》 磁场(三) 带电粒子在复合场中的运动 基础知识梳理巩固 一、复合场的分类 1．叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存． 2．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或相邻或在同一区域电场、磁场交替出现． 二、带电粒子在复合场中的运动形式 1．静止或匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力________时，将处于静止状态或做匀速直线运动． 2．匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与电场力大小_______，方向______时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动． 3．较复杂的曲线运动 当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向______________，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线． 三、应用 1．质谱仪 (1)构造：如图所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成． (2)原理：粒子由静止被加速电场加速，qU＝eq \f(1,2)mv2. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB＝meq \f(v2,r). 由以上两式可得r＝_____________，m＝eq \f(qr2B2,2U)，eq \f(q,m)＝________ 2．回旋加速器 (1)构造：如图所示，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． (2)原理：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＝eq \f(mv2,r)，得Ekm＝eq \f(q2B2r2,2m)，可见粒子 获得的最大动能由_______________和________________决定，与__________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___________的粒子选择出来，所以叫做速度选择器． (2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是_______ 4．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，如图中的B是发电机_____极． (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qE＝qeq \f(U,L)＝qvB得两极板间能达到的最大电势差_________ 5．电磁流量计 工作原理：如图所示，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：qvB＝qE＝qeq \f(U,d)，所以v＝eq \f(U,Bd)，因此液体流量Q＝__________________. 6. 霍尔效应： 如图所示，厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应（1）达到稳定状态时，导体板上侧面Ａ的电势?_______?下侧面Ａ的电势（填高于、低于或等于）。? （2）电子所受的洛伦兹力的大小为___________?。??? （3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为?_________.?????? 课前自我检测 典型题型 归纳突破 (一)带电粒子在叠加场中运动 1.[带电粒子在复合场中的直线运动]如图1所示，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不可忽略)从原点O以速度v沿x轴正方向出发，下列说法错误的是 (　　) A．若电场、磁场分别沿z轴正方向和x轴正方向，粒子只能做曲 线运动 图1 B．若电场、磁场均沿z轴正方向，粒子有可能做匀速圆周运动 C．若电场、磁场分别沿z轴负方向和y轴负方向，粒子有可能做匀速直线运动 D．若电场、磁场分别沿y轴负方向和z轴正方向，粒子有可能做平抛运动 2．[带电粒子在复合场中的匀速圆周运动]如图2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方向 图2 D．改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动 3. [带电粒子在复合场中的曲线运动]如图1所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，将带正电的小球在场中由静止释放，