第3讲带电粒子在复合场中的运动复合场【思维驱动】(多选)(·高邮市摸底试题)如图8-3-1所示,图8-3-1一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动,电场方向竖直向下,磁场方向垂直纸面向里,则下列说法正确的是().A.小球一定带正电B.小球一定带负电C.小球的绕行方向为顺时针D.改变小球的速度大小,小球将不做圆周运动解析由于小球做匀速圆周运动,有qE=mg,电场力方向竖直向上,所以小球一定带负电,故A错、B正确;洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力,由左手定则可判定小球绕行方向为顺时针,故C正确;改变小球速度大小,小球仍做圆周运动,D正确.答案BC【知识存盘】复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两场并存,或分区域存在.从场的复合形式上一般可分为如下四种情况:①相邻场;②重叠场;③交替场;④交变场.带电粒子在复合场中的运动分类【思维驱动】(单选)(·龙岩检测)图8-3-2如图8-3-2所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场方向垂直纸面向里,一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是().A.若仅撤去磁场,P可能做匀加速直线运动B.若仅撤去电场,P可能做匀加速直线运动C.若给P一初速度,P不可能做匀速直线运动D.若给P一初速度,P可能做匀速圆周运动解析P处于静止状态,带负电荷,mg=qE,若仅撤去磁场,P仍静止,A错;仅撤去电场,P向下加速,同时受到洛伦兹力,将做复杂的曲线运动,B错;给P一初速度,垂直磁场方向,因mg=qE,P只受洛伦兹力作用,将做匀速圆周运动,C错、D对.答案D【知识存盘】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,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动.3.一般的曲线运动: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条直线上,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.4.分阶段运动:带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成.电场磁场同区域应用实例【思维驱动】(单选)(·海南卷,2)图8-3-3如图8-3-3所示,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里.一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板.若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变().A.粒子速度的大小B.粒子所带的电荷量C.电场强度D.磁感应强度解析粒子以某一速度沿水平直线通过两极板,其受力平衡有Eq=Bqv,则知当粒子所带的电荷量改变时,粒子所受的合力仍为0,运动轨迹不会改变,故B项正确.答案B【知识存盘】装置原理图规律速度选择器若qv0B=Eq,即v0=,粒子做匀速直线运动磁流体发电机等离子体射入,受洛伦兹力偏转,使两极板带正、负电,两极电压为U时稳定,q=qv0B,U=v0Bd续表电磁流量计q=qvB所以v=所以Q=vS=π质谱仪、回旋加速器《见第2讲》温馨提示复合场中重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略.而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等,一般应考虑其重力.(2)在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力.(3)不能直接判断是否考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要由分析结果确定是否考虑重力.考点一带电粒子在分离复合场中的运动【典例1】(·课标全国卷,25)图8-3-4如图8-3-4所示,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面).在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线的距离为R.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小.规范解答粒子在磁场中做圆...