带电粒子在复合场中运动2.doc

0906带电粒子在复合场中运动2
一、复合场
复合场是指、和重力场并存,或其中某两场并存,或分区域存在.
二、带电粒子在复合场中的运动分类

当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线运动.

当带电粒子所受的重力与力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动.

当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线.
三、带电粒子在复合场中运动的应用实例
速度选择器(如图所示)
(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相这种装置能把具有一定速度的
粒子选择出来,所以叫做速度选择器.
(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是:qE=qvB,即v= .
【针对训练】
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(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,质子将________.
(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,电子将________.
(3)若质子以大于v0的速度,沿垂直于匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中央射入,质子将________.
(4)若增大匀强磁场的磁感应强度,其他条件不变,电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向,从两极正中央射入,电子将
________.

(1)主要构造如图所示.
(2)原理:等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的粒子,而从整体来说呈电中性)喷入磁场,正、负粒子在洛伦兹力的作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上,产生电势差,设A、B平行金属板的面积为S,相距为L, 等离子体的电阻率为ρ,喷入气体速度为v,板间磁场的磁感强度为B,板外电阻为R,当等离子体匀速通过A、B板间时,A、B板上聚集的电荷最多,板间电势差最大,相当于电源电动势E,此时离子受力平衡:E场q=qvB,E场=vB,电动势E=E场L=BLv,电源内电阻r= ,所以R中电流为。

(1)如图所示,一圆形导管直径为d,用非磁性材料制成,其中有可以导电的液体流过导管.
(2)原理:导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转,a、b间出现电势差,,a、。
四、“磁偏转”和“电偏转”的差别
 
电偏转
磁偏转
偏转条件
带电粒子以v⊥E进入匀强电场
带电粒子以v⊥B进入匀强磁场
受力情况
只受恒定的电场力
只受大小恒定的洛伦兹力
运动情况
类平抛运动
匀速圆周运动
运动轨迹
抛物线
圆弧
物理规律
类平抛知识、牛顿第二定律
牛顿第二定律、向心力公式
基本公式
做功情况
电场力既改变速度方向,也改变速度的大小,对电荷要做功
洛伦兹力只改变速度方向,不改变速