专题八-带电粒子在复合场中的运动.pptVIP

六、质谱仪加速器1．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。热点题型三带电粒子在交变复合场中的运动【典例3】如图5甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E0表示电场方向竖直向上．t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点．Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量．求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；求电场变化的周期T；改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值．图5反思总结本题涉及交变电场，要使电场反向前后出现直线运动和圆周运动，则匀速圆周运动时重力mg与电场力E0q平衡，做直线运动时必有mg＋E0q＝qvB.结合运动分析受力是解题的关键．y方向(竖直向上)，场强大小E0＝40V/m.磁场垂直于xOy平面向外，磁感应强度大小B0＝4πT．取当地的重力加速度g＝10m/s2，计算结果中可以保留根式或π.即学即练3如图6甲所示，在以O为坐标原点的xOy平面内，存在着范围足够大的电场和磁场．一个质量m＝2×10－2kg，带电荷量q＝＋5×10－3C的小球在0时刻以v0＝40m/s的速度从O点沿＋x方向(水平向右)射入该空间，在该空间同时加上如图乙所示的电场和磁场，其中电场沿求12s末小球速度的大小．在给定的xOy坐标系中，大致画出小球在24s内的运动轨迹示意图．求26s末小球的位置坐标．图6附：对应高考题组(2012·海南卷，2)如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里．一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板．若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变 ()．A．粒子速度的大小 B．粒子所带的电荷量C．电场强度 D．磁感应强度解析粒子以某一速度沿水平直线通过两极板，其受力平衡有Eq＝Bqv，则知当粒子所带的电荷量改变时，粒子所受的合力仍为0，运动轨迹不会改变，故B项正确．答案B需要注意的是，偏转曲线是摆线，不是圆或者抛物线专题带电粒子在复合场中的运动1．复合场与组合场复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存．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、磁场分时间段或分区域交替出现．2．三种场的比较名称力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg方向：竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能静电场大小：F＝qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关W＝qU电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力F＝qvB方向可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能热点题型一带电粒子在组合场中的运动问题1.能够正确对叠加场中的带电粒子从受力、运动、能量三个方面进行分析．2．能够合理选择力学规律(牛顿运动定律、运动学规律、动能定理、能量守恒定律等)对粒子运动进行研究3.特别注意(1)多过程现象中的“子过程”与“子过程”的衔接点．一定要把握“衔接点”处速度的连续性．(2)圆周与圆周运动的衔接点一要注意在“衔接点”处两圆有公切线，它们的半径在同一直线上．【例1】如图1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大小；粒子到达a点时速度的大小和方向；abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值01例2.如图，在第一象限和第三象限存在场强均为E的匀02强电场，其中第一象限电场沿x轴正方向、第三象限电场03沿y轴负方向。第二和第四象限存在着磁感应强度均为B04的匀强磁场，磁场方向均垂直纸向里。有一电子从y轴的05P点以垂直于y轴的初速度v0进入第三象限，第一次到达x06轴上时速度方向与x轴负方向的夹角为45o，第一次进入第07一象限时，与y轴负方向的夹角也为45o，经过一段时间电