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1、到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”第3节带电粒子在复合场中的运动知识点1带电粒子在复合场中的运动1复合场的分类(1)叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或相邻或在同一区域电场、磁场交替出现2带电粒子在复合场中的运动形式(1)静止或匀速直线运动：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(2)匀速圆周运动：当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下
2、，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动(3)较复杂的曲线运动：当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线知识点2带电粒子在复合场中运动实例1质谱仪(1)构造：如图831所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成图831(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，qUmv2.粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvBm.由以上两式可得r， m， .2回旋加速器(1)构造：如图832所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源，D形盒处于匀强磁场中图832(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的
3、周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由qvB，得Ekm，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径r决定，与加速电压无关3速度选择器(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直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(如图833所示)图833(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qEqvB，即v.4磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能(2)根据左手定则，图834中的B是发电机正极图834(3)磁流体发电机两极板间的距离为L，等离子体速度为v，磁场的磁感应强度为B，则由qEqqvB得两极板间能达到的最大电势差UBLv.5电
4、磁流量计工作原理：如图835所示，圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即：qvBqEq，所以v，因此液体流量QSv.图8351正误判断(1)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态()(2)带电粒子在复合场中可能做匀速圆周运动()(3)带电粒子在复合场中一定能做匀变速直线运动()(4)带电粒子在复合场中运动一定要考虑重力()(5)电荷在速度选择器中做匀速直线运动的速度与电荷的电性有关()2(对速度选择器的理解)带正
5、电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以速度v甲、v乙、v丙垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中，其轨迹如图836所示，则下列说法正确的是()【导学号：96622151】图836Av甲v乙v丙Bv甲v乙0)的粒子以初速度v0从y轴上的P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一段时间T0，磁场的方向变为垂直于纸面向里，大小不变不计重力图8312(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需时间(2)若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值【合作探讨】(1)试分析粒子的运动过程提示：先在匀强磁场中做匀速圆周运动，再在匀强电场中匀减速直线运动，又反向匀加速
6、直线运动，最后又在匀强磁场中做匀速圆周运动而回到P点(2)如何画出粒子在匀强磁场中的圆周轨迹的圆心？提示：设粒子到达x轴的位置为N点，连接PN，先做PN的中垂线，再过P点做y轴(v0)的垂线，与PN中垂线的交点即为圆周运动的圆心【规范解答】(1)带电粒子在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示，设运动半径为R，运动周期为T，根据洛伦兹力公式及圆周运动规律，有qv0Bm，T依题意，粒子第一次到达x轴时，运动转过的角度为，所需时间为t1T求得t1.(2)粒子进入电场后，先做匀减速运动，直到速度减小为0，然后沿原路返回做匀加速运动，到达x轴时速度大小仍为v0，设粒子在电场中运动的总时间为t2，加速度大小
7、为a，电场强度大小为E，有qEma，v0at2，得t2根据题意，要使粒子能够回到P点，必须满足t2T0得电场强度最大值E.【答案】(1)(2)题组通关1如图8313所示，在第象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第、象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等有一个带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45角进入磁场，又恰好垂直于x轴进入第象限的磁场已知OP之间的距离为d，则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为() 【导学号：96622153】图8313A. B.(25)C. D.D带电粒子的运动轨迹如图所
8、示由题意知，带电粒子到达y轴时的速度vv0，这一过程的时间t1.又由题意知，带电粒子在磁场中的偏转轨道半径r2d.故知带电粒子在第象限中的运动时间为：t2带电粒子在第象限中运动的时间为：t3故t总.故D正确2如图8314所示，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第二、三、四象限存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场，其中第二象限的磁感应强度大小为B，第三、四象限磁感应强度大小相等一带正电的粒子，从P(d,0)点沿与x轴正方向成60角平行xOy平面入射，经第二象限后恰好由y轴上的Q点(图中未画出)垂直y轴进入第一象限，之后经第四、三象限重新回到P点，回到P点时速度方向与入射时相
9、同不计粒子重力，求：图8314(1)粒子从P点入射时的速度v0；(2)第三、四象限磁感应强度的大小B.【解析】(1)设粒子的质量为m，电荷量为q，在第二象限做圆周运动的半径为rqv0Bmrsin d设Q点的纵坐标为yQyQr粒子在第四、三象限中做圆周运动，由几何关系可知，粒子射入第四象限和射出第三象限时，速度方向与x轴正方向的夹角相同，则60设粒子由x轴上S点离开电场，粒子在S点的速度为vqEyQmv2mvv解得v0.(2)设粒子在电场中时间为t，S点横坐标为xSyQtxSv0t解得xS，粒子在S点速度为v，在第四、三象限中运动半径为rqvBmxSxP2rsin 解得B2.4B.【答案】(1)
10、(2)2.4B典题示例(2015福建高考)如图8315所示，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动A、C两点间距离为h，重力加速度为g.图8315(1)求小滑块运动到C点时的速度大小vC；(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf；(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点已知小滑块在D
11、点时的速度大小为vD，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小vP.【规范解答】(1)小滑块沿MN运动过程，水平方向受力满足qvBNqE小滑块在C点离开MN时N0解得vC.(2)由动能定理得mghWfmv0解得Wfmgh.(3)如图，小滑块速度最大时，速度方向与电场力、重力的合力方向垂直撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，等效加速度为g，g 且vvg2t2解得vP .【答案】(1)(2)mgh(3) 带电粒子在叠加场中运动的分析方法题组通关3如图8316所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界
