2011版高中物理一轮复习 84 带电粒子在复合场中的运动精品学案 新人教版选修3-1

第 4 节 带电粒子在复合场中的运动【考纲知识梳理】一、复合场 复合场是指电场、磁场和重力场并存，或其中某两场并存，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1、当带电粒子在复合场中所受的合外力为 0 时，粒子将做匀速直线运动或静止．2、当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动．3、当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动．4、当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时，粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理．三、带电粒子在复合场中运动的应用实例1、粒子速度选择器 速度选择器是近代物理学研究中常用的一种实验工具，其功能是为了选择某种速度的带电粒子（1）．结构： ① 平行金属板 M、N，将 M 接电源正极，N 板接电源负极，M、N 间形成匀强电场，设场强为 E；② 在两板之间的空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，设磁感应强度为 B；③ 在极板两端加垂直极板的档板，档板中心开孔 S1、S2，孔 S1、S2水平正对。（2）．原理工作原理。设一束质量、电性、带电量、速度均不同的粒子束（重力不计），从 S1孔垂直磁场和电场方向进入两板间，当带电粒子进入电场和磁场共存空间时，同时受到电场力和洛伦兹力作用BqFEqF洛电,若洛电FFBqEq  。用心 爱心 专心即：当粒子的速度 时，粒子匀速运动，不发生偏转，可以从 S2孔飞出。由此可见，尽管有一束速度不同的粒子从 S1孔进入，但能从 S2孔飞出的粒子只有一种速度，而与粒子的质量、电性、电量无关（3）．几个问题① 粒子受力特点——电场力 F 与洛仑兹力 f 方向相反② 粒子匀速通过速度选择器的条件——带电粒子从小孔 S1水平射入， 匀速通过叠加场， 并从小孔 S2水平射出，电场力与洛仑兹力平衡， 即BqEq ;即 ; ③ 使粒子匀速通过选择器的两种途径:当0v 一定时——调节 E 和 B 的大小;当 E 和 B 一定时——调节加速电压 U 的大小; 根据匀速运动的条件和功能关系， 有 ， 所以， 加速电压应为221BEqmU。④ 如何保证 F 和 f 的方向始终相反——将0v 、E、B 三者中任意两个量的方向同时改变， 但不能同时改变三个或者其中任意一个的方向， 否则将破坏速度选择器的功能。⑤ 如果粒子从 S2孔进入时，粒子受电场力和洛伦兹力的方向相同，所以无论粒子多大的速度，所有粒子都将发生偏转⑥...