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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

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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...

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