（浙江选考）2018版高考物理总复习 第8章 磁场（第3课时）带电粒子在复合场中的运动课件.ppt

[基础过关] 1.速度选择器(如图所示) (1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相_____。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。 (2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是_________ ___________，即v＝ 。 考点二　带电粒子在复合场中运动的实际应用(－/d) 垂直 电场力等 于洛伦兹力 2.回旋加速器 回旋加速器是利用_____对电荷的加速作用和 ____对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子 的装置。由于带电粒子在匀强磁场中做匀速 圆周运动的周期T＝ ，与速率无关，所以 只要交变电场的变化周期等于_____________________，就可以使粒子每次通过电场时都能得到加速。粒子通过D形金属盒时，由于金属盒的静电屏蔽作用，盒内空间的电场极弱，所以粒子只受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动，设D形盒的半径为r，则 粒子获得的最大动能为 。 电场 磁场 ___ 粒子做圆周运动的周期 _____ 3.质谱仪 质量为m、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为零，从S2射出电场时的速度v ＝ ，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D处，则S3与D的距离d＝ ，跟带电粒子_____________成反比。 _____ _________ 比荷的平方根 【过关演练】 1.回旋加速器的工作原理示意图如图所示。 置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒 间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可 忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒 面垂直，高频交流电频率为f，加速电 压为U。若A处粒子源产生的质子质量 为m、电荷量为＋q，在加速器中被加 速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是(　　) A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1 D.不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变 * 第3课时　带电粒子在复合场中的运动 [基础过关] 一、带电粒子在复合场中的运动 1.复合场：电场、_____、重力场共存，或其中某两场共存。 考点一　带电粒子在组合场和复合场中的运动(－/d) 磁场 2.带电粒子在复合场中运动的几种情况 (1)当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，粒子将_____或做_________运动。 (2)当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做_____运动。 (3)当带电粒子所受的合外力充当向心力且大小不变时，粒子将做______________。 (4)当带电粒子所受合外力大小与方向均变化时，粒子将做_________曲线运动，这类问题一般用能量关系来处理。 静止 匀速直线 直线 匀速圆周运动 非匀变速 二、带电粒子在组合场中的运动 (1)组合场：是指电场、磁场、重力场有两种场同时存在，但各位于一定的区域内且不重叠。 (2)对“组合场”问题的处理方法：进行分段处理，注意在两种区域交界处的边界问题与运动的连接条件。 【过关演练】 1.如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象 限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴 正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内 有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正 三角形边长为L，且ab边与y轴平行。一质量 为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h，0)点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求： (1)电场强度E的大小； (2)粒子到达a点时速度的大小和方向； (3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。 [要点突破] 要点一　带电粒子在组合场中运动处理方法 解决带电粒子在组合场中运动的一般思路： (1)明确组合场是由哪些场组合成的。 (2)判断粒子经过组合场时的受力和运动情况，并画出相应的运动轨迹简图。 (3)具体运动问题的思路方法如图 【例1】 (2015·浙江10月选考)如图所示为水平放置的小型粒子加速器的原理示意图，区域Ⅰ和Ⅱ存在方向垂直纸面向里的匀强磁场B1和B2，长L＝1.0 m的区域Ⅲ存在场强大小E＝5.0×104 V/m、方向水平向右的匀强电场。区域Ⅲ中间上方有一离子源S，水平向左发射动能Ek0＝4.0×104 eV的氘核，氘核最终从区域Ⅱ下方的P点水平射出。S、P两点间的高度差h