第 3 讲 带电粒子在复合场中的运动一、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：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，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．二、带电粒子在复合场中运动的应用实例装置原理图规律质谱仪离子由静止被加速电场加速 qU＝mv2，在磁场中做匀速圆周运动 qvB＝m，则比荷＝.回旋加速器交流电的周期和粒子做匀速圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动过程中每次经过 D 形盒缝隙都会被加速，D 形盒半径为 r.由 qvB＝及 Ekm＝mv2得 Ekm＝速度选择器若 qv0B＝Eq，即 v0＝，粒子做匀速直线运动(粒子重力不计)．磁流体发电机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 qE＝q＝qvB 得两极板间能达到的最大电势差 U＝BLv.电磁流量计导电液体在管中向左流动，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：qvB＝qE＝q，所以 v＝，因此液体流量 Q＝Sv＝·＝.霍尔元件宽为 d、厚度为 h 的导体放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，当电流 I通过该导体时，上下表面之间会产生电势差，称为霍尔效应.自测 1 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图 1 所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的 12 倍．此离子和质子的质量比约为( )图 1A．11 B．12C．121 D．144答案 D解析 由 qU＝mv2得带电粒子进入磁场的速度为 v＝，根据牛顿第二定律有 qvB＝m，得 R＝，综合得到 R＝，由题意可知，该离子与质子在磁场中具有相同的轨道半径和电荷量，故＝144，故选 D.自测 2 (2017·宁波市九校高二上期末...
