1、帶電粒子在復合場中的運動帶電粒子在復合場中的運動1、電場和磁場成獨立區域、電場和磁場成獨立區域關鍵點：關鍵點：1、兩場中運動規律的不同、兩場中運動規律的不同 2 、兩場銜接處的速度、兩場銜接處的速度2、電場和勻強磁場共存區域、電場和勻強磁場共存區域處理方法：受力分析，確定其運動規律，處理方法：受力分析，確定其運動規律，然后選用能量或牛頓的觀點解題然后選用能量或牛頓的觀點解題電場電場重力場重力場磁場磁場 練習練習1: 如圖所示，一個帶電粒子兩次以同如圖所示，一個帶電粒子兩次以同樣的垂直于場線的初速度樣的垂直于場線的初速度v0分別穿越勻強分別穿越勻強電場區和勻強磁場區，電場區和勻強磁場區， 場區的

2、寬度均為場區的寬度均為L偏轉角度均為偏轉角度均為，求，求E B 1、電場和磁場成獨立區域、電場和磁場成獨立區域例例3：如圖所示，套在很長的絕緣直棒上的小球，：如圖所示，套在很長的絕緣直棒上的小球，質量為質量為m，帶電量為，帶電量為+q，小球可在直棒上滑動，將，小球可在直棒上滑動，將此棒豎直放在互相垂直，且沿水平方向的勻強磁場此棒豎直放在互相垂直，且沿水平方向的勻強磁場中，電場強度為中，電場強度為E，磁場強度為，磁場強度為B，小球與棒的動摩，小球與棒的動摩擦因素為擦因素為，求：小球由靜止沿棒下落的最大加速，求：小球由靜止沿棒下落的最大加速度和最大速度（設小球電量不變）度和最大速度（設小球電量不變

3、）2、電場和勻強磁場共存區域、電場和勻強磁場共存區域EB若電場方向水平向左呢若電場方向水平向左呢?1、速度選擇器：、速度選擇器：（1）任何一個正交的勻強磁場和勻強電場組成速度選擇器。任何一個正交的勻強磁場和勻強電場組成速度選擇器。（2）帶電粒子必須以唯一確定的速度帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線）通過沿直線）通過速度速度選擇器。否則將發生選擇器。否則將發生偏轉。即有確定的入口和出口。偏轉。即有確定的入口和出口。（3）這個結論與粒子帶何種電荷、電荷多少都無關。這個結論與粒子帶何種電荷、電荷多少都無關。 v若速度小于這一速度，電

4、場力將大于洛倫茲力，帶電粒子向若速度小于這一速度，電場力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場力方向偏轉，電場力做正功，動能將增大，洛倫茲力也電場力方向偏轉，電場力做正功，動能將增大，洛倫茲力也將增大，粒子的軌跡既不是拋物線，也不是圓，而是一條復將增大，粒子的軌跡既不是拋物線，也不是圓，而是一條復雜曲線；若大于這一速度，將向洛倫茲力方向偏轉，電場力雜曲線；若大于這一速度，將向洛倫茲力方向偏轉，電場力將做負功，動能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是一條復將做負功，動能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是一條復雜曲線。雜曲線?！纠?】 某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點O

5、以速度以速度v0向右射去，從右端中心向右射去，從右端中心a下方的下方的b點以速度點以速度v1射出；若增大磁感應強度射出；若增大磁感應強度B，該粒子將打到，該粒子將打到a點上方的點上方的c點，且有點，且有ac=ab，則該粒子帶，則該粒子帶_電；第二次射出時電；第二次射出時的速度為的速度為_。若要使粒子從。若要使粒子從a 點射出點射出,電場電場E= . a b cov0212022vvv練習1: 在兩平行金屬板間有正交的勻強電場和勻強磁場，一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入場中，射出時粒子的動能減少了，為了使粒子射出時動能增加，在不計重力的情況下，可采取的辦法是：A.增大粒子射入時的速度B.減小

6、磁場的磁感應強度C.增大電場的電場強度D.改變粒子的帶電性質BC練習2: 如圖所示，水平放置的兩個平行金屬板如圖所示，水平放置的兩個平行金屬板MN、PQ間存在勻強電場和勻強磁場。間存在勻強電場和勻強磁場。MN板帶正電，板帶正電，PQ板帶負電，磁場方向垂直紙面向里。一帶電微粒板帶負電，磁場方向垂直紙面向里。一帶電微粒只在電場力和洛倫茲力作用下，從只在電場力和洛倫茲力作用下，從I點由靜止開始沿點由靜止開始沿曲線曲線IJK運動，到達運動，到達K點時速度為零，點時速度為零，J是曲線上離是曲線上離MN板最遠的點。有以下幾種說法：板最遠的點。有以下幾種說法：在在I點和點和K點的加速度大小相等，方向相同點的

7、加速度大小相等，方向相同在在I點和點和K點的加速度大小相等，方向不同點的加速度大小相等，方向不同在在J點微粒受到的電場力小于洛倫茲力點微粒受到的電場力小于洛倫茲力在在J點微粒受到的電場力等于洛倫茲力點微粒受到的電場力等于洛倫茲力 其中正確的是（其中正確的是（ ） A. B. C. D. A2、質譜儀、質譜儀思考：質譜儀的主要作用是什么？思考：質譜儀的主要作用是什么？測定帶電粒子的質量和分析同位素測定帶電粒子的質量和分析同位素這就是丹普斯特這就是丹普斯特(Dempster)設計的質譜儀的原理。設計的質譜儀的原理。測定帶電粒子質量的儀器測定帶電粒子質量的儀器 mv2/2=qU (1) mv2/R=

8、qvB (2) m=qB2R22U。 (3) 如果如果B、u和和q是已知的，是已知的，測出測出R后就可由后就可由(3)式算出式算出帶電粒子的質量。帶電粒子的質量。班布瑞基班布瑞基(Bainbridge)設計的質譜儀的原理設計的質譜儀的原理 eE=evB R=mv/qB m=qBR/v 如果如果B、V和和q是已知的，測出是已知的，測出R后就后就可算出帶電粒子的質量。可算出帶電粒子的質量。3、回旋加速器、回旋加速器（1）有關物理學史知識和回旋加速器的基本結構和原理回旋加速器（勞倫斯回旋加速器（勞倫斯1939獲獲Nobel prize）qBT2a、原理：、原理： 磁場什么作用？磁場什么作用？ 使粒子

9、在使粒子在D形盒內形盒內_。 電場什么作用？重復多次對粒子電場什么作用？重復多次對粒子_. 最終速度取決于什么量？最終速度取決于什么量？b、條件：、條件：交變電壓的周期等于粒子圓周運動的周期交變電壓的周期等于粒子圓周運動的周期c、優點和缺點：、優點和缺點：兩個兩個D形金屬盒做外殼的作用是什么形金屬盒做外殼的作用是什么?交變電壓頻率交變電壓頻率=粒子回旋頻率粒子回旋頻率（2）帶電粒子在回旋加速器內運動，決定其最終能）帶電粒子在回旋加速器內運動，決定其最終能量的因素量的因素mrBqn2222Ek=可見，粒子獲得的能量與回旋加速器的直徑有關，可見，粒子獲得的能量與回旋加速器的直徑有關，直徑越大，粒子獲得的能量就越大。直徑越大，粒子獲得的能量就越大。（3）決定帶電粒子在回旋加速器內運動時間長短的因素）決定帶電粒子在回旋加速器內運動時間長短的因素t =nT=mUrqBn422.qBm2=UBrn224、磁流體發電機、磁流體發電機abLvBREq=Bqv電動勢：電動勢：E=Ea電流：電流：I=E/（R+r）r=？流體為：等離子束流體為：等離子束目的：發電目的：發電5、電磁流量計、電磁流量計Bqv=Eq=