带电粒子在组合场、复合场中的运动模型（原卷版）-2022年新课标高中物理模型与方法.pdfVIP

韩哥智慧之窗 专题 16 带电粒子在组合场、复合场中的运动模型 目录 一.带电粒子在组合场中的匀速圆周运动模型解法综述 1 二．磁场与磁场的组合模型 1 三．先电场后磁场模型 6 四．先磁场后电场模型14 五．带电粒子在组合场中运动的应用质谱仪模型 19 六．带电粒子在组合场中运动的应用 回旋加速器模型25 七．带电粒子在叠加场中的运动模型 29 八．带电粒子在叠加场中的应用模型 电磁平衡科技应用39 模型一．速度选择器 39 模型二．磁流体发电机 40 模型三．电磁流量计 42 模型四.霍尔效应的原理和分析 44 一.带电粒子在组合场中的匀速圆周运动模型解法综述 1．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场交替出现． 2 ．带电粒子在组合场中运动的分析思路 第 1 步：粒子按照时间顺序进入不同的区域可分成几个不同的阶段． 第 2 步：受力分析和运动分析，主要涉及两种典型运动，如图所示． 第 3 步：用规律 二．磁场与磁场的组合模型 【运动模型】磁场与磁场的组合问题实质就是两个有界磁场中的圆周运动问题，带电粒子在两个磁场中的 速度大小相同，但轨迹半径和运动周期往往不同．解题时要充分利用两段圆弧轨迹的衔接点与两圆心共线 的特点，进一步寻找边角关系． 【模型演练 】 韶关模拟 如图所示，在无限长的竖直边界 和 间，上、下部分分别充满方向垂 1 (2021· ) AC DE 直于平面 向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为 ， 为上、下磁场的水平分界线。质 ADEC B0 OF 量为 、带电荷量为＋ 的粒子从 边界上与 点相距为 的 点垂直于 边界射入上方磁场区域， m q AC O a P AC 经 上的 点第一次进入下方磁场区域， 点与 点的距离为 。不考虑粒子重力。 OF Q Q O 3a 韩哥智慧之窗 1 韩哥智慧之窗 (1)求粒子射入时的速度大小； (2)要使粒子不从AC 边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度大小 B 1 应满足的条件； (3)若下方区域的磁感应强度 B ＝3B ，粒子最终垂直 DE 边界飞出，求边界 DE 与AC 间距离的可能值。 0 【模型演练2 】(2020·江苏卷·16)空间存在两个垂直于 Oxy 平面的匀强磁场，y 轴为两磁场的边界，磁感应强 度分别为 2B 、3B . 甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O 沿 x 轴正向射入磁场，速度均为 v. 甲第 1 次、 0 0 第 2 次经过y 轴的位置分别为 P 、Q，其轨迹如图所示．甲经过 Q 时，乙也恰好同时经过该点．已知甲的质 量为 m ，电荷量为q.不考虑粒子间的相互作用和重力影响．求： (1)Q 到 O 的距离d ；