專題強化

帶電粒子在復合場中的運動1.掌握帶電粒子在組合場中的運動規律和分析思路．2．學會處理磁場與磁場組合場、電場與磁場組合場中帶電粒子的運動問題．3．了解疊加場的特點，會處理帶電粒子在疊加場中的運動問題．4．理解質譜儀和回旋加速器的原理，并能解決相關問題．考點一01考點一帶電粒子在組合場中的運動帶電粒子在電場和磁場的組合場中運動，實際上是將粒子在電場中的加速和偏轉，與在磁場中偏轉兩種運動有效組合在一起，有效區別電偏轉和磁偏轉，尋找兩種運動的聯系和幾何關系是解題的關鍵．具體求解方法如下圖所示．

答案：A

答案：AD

思維提升“5步”突破帶電粒子在組合場中的運動問題考點二02考點二帶電粒子在疊加場中的運動1．疊加場電場、磁場、重力場共存，或其中某兩場共存．2．三種場的比較

力的特點功和能的特點重力場大小：G＝mg方向：豎直向下重力做功與路徑無關重力做功改變物體的重力勢能電場大小：F＝qE方向：正電荷受力方向與場強方向相同，負電荷受力方向與場強方向相反電場力做功與路徑無關，W＝qU電場力做功改變電勢能磁場大小：F＝qvB(v⊥B)方向：可用左手定則判斷洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的動能例4[2023·湖南卷]如圖，真空中有區域Ⅰ和Ⅱ，區域Ⅰ中存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下(與紙面平行)，磁場方向垂直紙面向里，等腰直角三角形CGF區域(區域Ⅱ)內存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外．圖中A、C、O三點在同一直線上，AO與GF垂直，且與電場和磁場方向均垂直．A點處的粒子源持續將比荷一定但速率不同的粒子射入區域Ⅰ中，只有沿直線AC運動的粒子才能進入區域Ⅱ.若區域Ⅰ中電場強度大小為E、磁感應強度大小為B1，區域Ⅱ中磁感應強度大小為B2，則粒子從CF的中點射出，它們在區域Ⅱ中運動的時間為t0.

答案：D

思維提升“三步”解決疊加場問題

(2)回旋加速器①構造如圖所示，D1、D2是半圓金屬盒，D形盒處于勻強磁場中，D形盒的縫隙處接交流電源．②原理交流電周期和粒子做圓周運動的周期相等，使粒子每經過一次D形盒縫隙，粒子被加速一次．

答案：CD

典例2(多選)[2024·黑龍江哈爾濱模擬預測]2022年12月28日我國中核集團全面完成了230MeV超導回旋加速器自主研制的任務，標志著我國已全面掌握小型化超導回旋加速器的核心技術，進入國際先進行列．如圖所示，圖甲為該回旋加速器的照片，圖乙為回旋加速器工作原理示意圖，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，交流加速電壓為U.圓心A處粒子源產生初速度為零，質量為m，電荷量為q的質子，質子在加速器中被加速．

答案：CD

2．疊加場在科技中的應用裝置原理圖規律速度選擇器若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做勻速直線運動，與q的大小，電性均無關．磁流體發電機等離子體射入，受洛倫茲力偏轉，使兩極板帶正、負電荷，兩極板電壓為U時穩定，q＝qv0B，U＝Bdv0.電磁流量計q＝qvB，所以v＝，所以Q＝vS＝π()2.霍爾元件當磁場方向與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現電勢差．

答案：C

典例4工業上常用電磁流量計來測量高黏度及強腐蝕性流體的流量Q(單位時間內流過管道橫截面的液體體積)，原理如圖甲所示，在非磁性材料做成的圓管處加一磁感應強度大小為B的勻強磁場，當導電液體流過此磁場區域時，測出管壁上下M、N兩點間的電勢差U，就可計算出管中液體的流量．為了測量某工廠的污水排放量，技術人員在充滿污水的排污管末端安裝了一個電磁流量計，如圖乙所示，已知排污管和電磁流量計處的管道直徑分別為20cm和10cm.當流經電磁流量計的液體速度為10m/s時，其流量約為280m3/h，若某段時間內通過電磁流量計的流量為70m3/h，不計污水中離子的重力，則在這段時間內(

)A．M點的電勢一定低于N點的電勢B．通過排