专题 8.3 带电粒子在匀强磁场中的运动1.掌握带电粒子在混合场中的运动规律2.解决带电粒子在匀强磁场中运动的临界问题 一、带电粒子在混合场中的运动1．速度选择器正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。这个速度的大小可以由洛伦兹力和电场力的平衡得出：qvB=Eq，。在本图中，速度方向必须向右。（1）这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。（2）若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。2．回旋加速器回旋加速器是高考考查的的重点内容之一，但很多同学往往对这类问题似是而非，认识不深，甚至束手无策、，因此在学习过程中，尤其是高三复习过程中应引起重视。（1）有关物理学史知识和回旋加速器的基本结构和原理1932 年美国物理学家应用了带电粒子在磁场中运动的特点发明了回旋加速器，其原理如图所示。A0处带正电的粒子源发出带正电的粒子以速度 v0垂直进入匀强磁场，在磁场中匀速＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋－ － － － ― ― ―v转动半个周期，到达 A1时，在 A1 A1/处造成向上的电场，粒子被加速，速率由 v0增加到 v1，然后粒子以 v1在磁场中匀速转动半个周期，到达 A2/时，在 A2/ A2处造成向下的电场，粒子又一次被加速，速率由 v1增加到 v2，如此继续下去，每当粒子经过 A A/的交界面时都是它被加速，从而速度不断地增加。带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期为，为达到不断加速的目的，只要在 A A/上加上周期也为 T 的交变电压就可以了。即 T 电=实际应用中，回旋加速是用两个 D 形金属盒做外壳，两个 D 形金属盒分别充当交流电源的两极，同时金属盒对带电粒子可起到静电屏蔽作用，金属盒可以屏蔽外界电场，盒内电场很弱，这样才能保证粒子在盒内只受磁场力作用而做匀速圆周运动。（2）带电粒子在 D 形金属盒内运动的轨道半径是不等距分布的设粒子的质量为 m，电荷量为 q，两 D 形金属盒间的加速电压为 U，匀强磁场的磁感应强度为 B，粒子第一次进入 D 形金属盒Ⅱ，被电场加速 1 次，以后每次进入 D 形金属盒Ⅱ都要被电场...
