广东省江门市新会华侨中学高中物理选修3-1 带电粒子在复合场中运动课件

2．（08广东）1930年劳伦斯制成了世 界上第一台回旋加速器，其原理如图1所 示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、 D2构成，其间留有空隙。下列说法正确的A D 是 A．离子由加速器的中心附近进入加速器 B．离子由加速器的边缘进入加速器 C．离子从磁场中获得能量 D．离子从电场中获得能量
3. （08广东）带电粒子进入云室会使云室中的 气体电离，从而显示其运动轨迹。图5是在有匀 强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是 轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒 子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减 少。下列说法正确的是 AC A．粒子先经过a点，在经过b点 B．粒子先经过b点，在经过a点 C．粒子带负电 D．粒子带正电
带电粒子在复（组）合场中的运动
考试说明
带电粒子在复合场中的运动
目 的 要 求
一、把握带电粒子在复合场中的受力 情况，能准确地分析带电粒子的运动 状态及其变化过程。 二、能熟练运用动力学和能量的观 点解决带电粒子在复合场中运动的 有关问题。
匀强磁场中的匀速圆周运动
1．找圆心
①任意两条速度垂线的交点即为圆心。
4、（07海南）粒子甲的质量与电荷量分别 是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让 它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向 相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸 面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子 子运动轨迹的是 A
小结：解决电荷在复合场中运动的基本思路:
1、正确的受力分析。 2、正确分析物体的运动状态。找出物体的速度、位 置及其变化特点，分析运动过程。 3、恰当灵活地运用动力学方法解决问题。 （1）动力学观点分析：牛顿运动定律与运动学规律 相结合。 （2）能量观点分析：动能定理和机械能（或能量） 守恒定律。
重力考虑与否分三种情况. (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待 就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比 太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属 块等不做特殊交待时就应当考虑其重力. (2)在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情况比较正规， 也比较简单. (3)是直接看不出是否要考虑重力，但在进行受力分析与运动分 析时，要由分析结果，先进行定性确定再是否要考虑重力.
1．匀强电场和匀强磁场中带电粒子运动情况比较
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2.例题
（08年天津23）．(16分)在平面直角坐标系xOy中，第1象限存在沿 y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场， 磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴 上的M点以速度v0垂直于Y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成 θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于Y轴射出磁场， 如图所示。不计粒子重力，求 (1)M、N两点间的电势差UMN。 (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r； (3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
三种场力做功特点比较 （1）重力G：其做功与路径无关，做功 多少除与带电粒子的质量有关外，还与 始、末位置的高度差有关。 （2）电场力F电：其做功与路径无关， 做功多少除与带电粒子的电量有关外， 还与始、末位置的电势差有关。 （3）洛伦兹力F洛：无论带电粒子做什 么运动，洛伦磁力都不做功。
对于重力的考虑
②入射点与出射点的连线为圆上的弦，
其垂直平分线一定经过圆心， 则此垂直平分线（为一半径） 与其中一条速度垂线的交点即为圆心。
2.求半径,周期
V⊥B 匀速圆周运动， f洛提供向心力
mv qvB R 2R
T v
2
mv R qB
2m T qB
(α
计算运动时间
为圆心角）
4.圆周运动有关的对称规律
（1）如从同一边界射入的粒 子，从同一边界射出，速度与 边界的夹角相等。（图一） （2）在圆形磁场区域内，沿 半径射入的粒子，必沿径向 射出。（图二）
1.两种典型类型 ⑴电场、磁场和重力场分区存在 （组合场） ⑵电场、磁场和重力场并存或其中 某两种场并存。
类型一：电场、磁场和重力场分区存在（组合场）
例1.在充有一定电量的平行板电容器两极板间有一匀强磁场 ，已知场强E的方向和磁感应强度B 的方向垂直，有一带电粒子 束以初速度v0 射入，恰能不偏离它原来的运动方向，匀速通过此 区域， 如图所示，在下列情况下，保持其它条件不变.若重力不 计，则带电粒子束的运动不受影响的情况是 A D (A)磁wk.baidu.com方向和电场方向同时改变为相反方向； (B)改变磁场方向为垂直纸面向外； (C)增大带电粒子束的射入初速度； V0 (D)将电场和磁场同时增强一倍；
练习
1. （08宁夏24）.(17分) 如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向 平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场， 磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外。有一质量为m， 带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达 x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角，A点与原点O的距离为d。 接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场。不计重力影响。 若OC与x轴的夹角为，求 （1）粒子在磁场中运动速度的大小： （2）匀强电场的场强大小。