带电粒子在复合场中的运动问题是中电场磁场中的重点和难点问题4精品资料

1、带电粒子在复合场中的运动问题是中电场磁场中的重点和难点问题，也实际中应用的知识源头， 所以要掌握好带点粒子在实际中的应用，一般是这几样是比较常见的。【例 1】 某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O 以速度 v0向右射去， 从右端中心 a 下方的 b 点以速度 v1 射出；若增大磁感应强度 B，该粒子将打到 a 点上方的 c 点，且有 ac=ab，则该粒子带 _电；第二次射出时的速度为_。解： B 增大后向上偏，说明洛伦兹力向上，所以为带正电。由于洛伦兹力总不做功，所以两次都是只有电场力做功，第一次为正功，第二次为负功，但功的绝对值相同。1 mv121 mv021 mv021 mv22 , v

2、22v02v122222【例 2】 如图所示，一个带电粒子两次以同样的垂直于场线的初速度v0 分别穿越匀强电场区和匀强磁场区，场区的宽度均为L 偏转角度均为 ，求 E B解：分别利用带电粒子的偏角公式。在电场中偏转：tanEqL，在磁场中偏转：sinEv0mv02LBq ，由以上两式可得。可以证mv0Bcos明：当偏转角相同时，侧移必然不同（电场中侧移较大）；当侧移相同时，偏转角必然不同（磁场中偏转角较大） 。cab【习题反馈】1(2008 学年越秀区高三摸底调研测试)如图所示虚线所围的区域内(为真空环境 ),存在电场强度为 E 的匀强电场和磁感强度为B 的匀强磁场 .已知从左方水平射入的电子

3、,穿过这区域时未发生偏转 .设重力可忽略,则在这区域中的E 和 B 的方向可能是（）A 、 E 和 B 都沿水平方向,并与电子运动方向相同B 、 E 和 B 都沿水平方向,并与电子运动方向相反E,BC、 E 竖直向上 ,B 水平、垂直纸面向外D 、 E 竖直向上 ,B 水平、垂直纸面向里答案： ABC2（江苏省连云港市2008 届高三第一次调研考试）如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时（）A 可能做匀加速直线运动B 一定做曲线运动C只有重力做功D 电场力对小球一定做正功答案： B【例】 (2008 年福州市

4、第二轮高中毕业班质检)由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪原理图如图所示， 它曾由航天飞机携带升空， 将来安装在阿尔法国际航空站中， 主要使命之一是探索宇宙中的反物质。 反物质由反粒子组成， 反粒子的质量与正粒子相同， 带电量与正粒子相等但电性符号相反，例如反质子是11 H 。假若使一束质子、反质子、粒子、反粒子组成的射线，通过 OO如图所示，则反粒子的径迹为（A1B2C3进入匀强磁场）D 4B2 而形成4 条径迹，答案：B回旋加速器是高考考查的的重点内容之一， 但很多同学往往对这类问题似是而非， 认识不深，甚至束手无策、 ，因此在学习过程中，尤其是高三复习过程中应引起重视。（ 1）有关物理学史知识

5、和回旋加速器的基本结构和原理1932如图所示。年美国物理学家应用了带电粒子在磁场中运动的特点发明了回旋加速器，其原理A0 处带正电的粒子源发出带正电的粒子以速度v0 垂直进入匀强磁场，在磁场中匀速转动半个周期，到达A1 时，在A1A1/处造成向上的电场，粒子被加速，速率由v0 增加到 v1，然后粒子以 v1 在磁场中匀速转动半个周期，到达A2/时，在 A2/A2 处造成向下的电场，粒子又一次被加速，速率由v1 增加到 v2，如此继续下去，每当粒子经过A A/的交界面时都是它被加速， 从而速度不断地增加。 带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期为T2 ，qB为达到不断加速的目的，只要在A A/上加

6、上周期也为T 的交变电压就可以了。即T 电2 = TqB实际应用中，回旋加速是用两个 D 形金属盒做外壳，两个 D 形金属盒分别充当交流电源的两极， 同时金属盒对带电粒子可起到静电屏蔽作用， 金属盒可以屏蔽外界电场， 盒内电场很弱，这样才能保证粒子在盒内只受磁场力作用而做匀速圆周运动。（ 2）带电粒子在D 形金属盒内运动的轨道半径是不等距分布的设粒子的质量为 m，电荷量为 q，两 D 形金属盒间的加速电压为U，匀强磁场的磁感应强度为 B，粒子第一次进入 D 形金属盒，被电场加速1 次，以后每次进入 D 形金属盒都要被电场加速 2 次。粒子第 n 次进入 D 形金属盒时，已经被加速（2n-1）次。由动能定理得（ 2n 1） qU=Mvn2。 第 n 次进入 D 形金属盒后，由牛顿第二定律得v n2qvnB=m r n2( 2n1)qU