思维深化知识梳理考点题组§8.3 带电粒子的复合场中的运动 误区反思高效作业知识梳理 阅读识记 轻轻松松温教材·提纲挈领学要点 一、复合场 1．定义 复合场是指 、 、 并存，或其中某两种场并存的场．带电粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要． 电场 磁场 重力场 2．带电粒子在磁场中运动的几种情况 (1)当带电粒子所受合力为零时，将处于 或 状态． (2)当带电粒子做匀速圆周运动时， 提供向心力，其余各力的合力必为零． (3)当带电粒子所受合力大小与方向均变化时，将做非匀变速曲线运动．这类问题一般只能用能量关系来处理． 静止 匀速 直线运动 洛伦兹力 二、带电粒子在复合场中运动的典型应用 带电粒子在复合场中的重要应用，包括速度选择器、回旋加速器、磁流体发电机、电磁流量计等． 1．速度选择器(如图8－3－1所示) 图8－3－1 (1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相 这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器． (2)带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器的条件是 ，即v＝EB. 垂直． qE＝qvB 2．回旋加速器 (1)基本构造：回旋加速器的核心部分是放置在磁场中的两个D形的金属扁盒(如图8－3－2所示)，D型盒放在真空容器中．其基本组成为：①粒子源，②两个D形金属盒，③匀强磁场，④高频电源，⑤粒子引出装置． 图8－3－2 (2)工作原理． ①电场加速qU＝ΔEk. ②磁场约束偏转qBv＝mv2r ，v＝qBrm ∝r. ③加速条件：高频电源的周期与带电粒子在D形盒中运 动的周期 ，即T电场＝T回旋＝ . 相同 2πmqB 3．磁流体发电机 (1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把 直接转化为 (2)根据左手定则，如图8－3－3中的B是发电机 磁场能 电能． 正极． 图8－3－3 (3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v，磁场的磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U＝ . Bvd 4．电磁流量计 工作原理：如图8－3－4所示，圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间出现电势差，形成电场．当自由电荷所受的 和 平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即：qvB＝qE＝qUd，所以v＝ UdB，因此液体流量Q＝Sv＝πd24 ·UBd＝πdU4B . 电场力 洛伦 兹力 图8－3－4 5．质谱仪 (1...
