带电粒子在复合场中的运动公开课2012
3、匀强磁场和匀强电场并存的空间： （1）当电场力与洛伦兹力平衡时，带电粒子做什么运动？ 匀速直线运动。 （2）当带电粒子速度方向与磁场方向平行，且与电场方 向共线时，带电粒子做什么运动？ 匀变速直线运动。 4、重力场和匀强电场、匀强磁场并存的空间： （1）当电场力与重力平衡，带电粒子速度方向与磁场方 向平行时，带电粒子做什么运动？ 匀速直线运动。 （2）当电场力与重力、洛伦兹力三力平衡时，带电粒子 做什么运动？ 匀速直线运动。
P2
x
mv 0 2qh
2
20 V
mv 0 2qh
7、叠加场
24.(19分)在同时存在匀强电场和匀强磁场空间中
取正交坐标系Oxyz(z轴正方向竖直向上),如图所 示.已知电场方向沿z轴正方向,场强大小为E;磁场 方向沿y轴正方向,磁感应强度的大小为B;重力加 速度为g.问:一质量为m、带电量为+q的从原点出 发的质点能否在坐标轴（x、y、z）上以速度v做 匀速运动？若能，m、q、E、B、v及g应满足怎 样的关系？若不能，说明理由。
探究一、带电粒子在复合场中的直线运动情形
1、重力场和匀强电场并存的空间： (1)当重力与电场力平衡时，带电粒子做 什么运动？
匀速直线运动。 （2）当带电粒子速度方向与重力和电场力的合力共线时， 带电粒子做什么运动？ 匀变速直线运动。 2、匀强磁场和重力场并存的空间： （1）当重力与洛伦兹力平衡时，带电粒子做什么运动？ 匀速直线运动。 （2）当带电粒子速度方向与磁场方向平行，且与重力共 线时，带电粒子做什么运动？ 匀变速直线运动。
专题练习16题（1）问
5、复合场中的圆周运动
11、如图所示，水平放置的平行金属板A带正电，B带负电，A、B间距离为d， 匀强电场的场强为E，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，今有一 带电粒子A、B间竖直平面内做半径为R的匀速圆运动，则带电粒子的转动方向 为顺时针还是逆时针，速率是多少？
是否考虑重力？
类型二：复合场中的多过程运动 6．组合场 （2）
答案：
24．（2004年吉林高考）（18分）如图 y 所示，在y＞0的空间中存在匀强电场， 场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存 P1 在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸 O 面）向外。一电量为q、质量为m的带正 电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1 P3 时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后， 经过x轴上x＝2h处的 P2点进入磁场，并 E 经过y轴上y＝ -2h处的P3点。不计重力。 求 V （l）电场强度的大小。 B （2）粒子到达P2时速度的大小和方向。 （3）磁感应强度的大小。
匀速直线运动
无重力：E= VB 有重力：mg、qE、 qvB三力平衡
变加速直线运动
此类问题一般是带电体 在粗糙平面或穿在粗 糙杆上运动
匀速圆周运动 类平抛运动
mg=Eq qvB=mv2/R
受到三个场力，三力 平衡后撤去匀强磁场 遵循能量守恒定律 可从功能关系或 运动合成分解知识考虑
一般曲线运动
2005年全国卷Ⅱ/24 24．（19分）在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中 取正交坐标系Oxyz（z轴正方向竖直向上），如图所示。 已知电场方向沿z轴正方向，场强大小为E；磁场方向沿 y轴正方向，磁感应强度的大小为B；重力加速度为g。 问：一质量为m、带电量为+q的从原点出发的质点能否 在坐标轴（x，y，z）上以速度v 做匀速运动？若能，m、 q、E、B、v及g应满足怎样的关系？若不能，说明理由。
qE
f=qvB mg
匀速圆周运动的条件： F合=F向 qE=mg 带负电 F合=f=qvB=F向
转动方向为顺时针 m=qE/g
v
qvB=mv2/R v=qBR/m
v=BRg/E
类型二：复合场中的多过程运动 6．组合场 （1） 27．（20分）电视机的显像管中，电子速的偏转是用 磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场 后，进一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直 于圆面。磁场区中心为O，半径为r。当不加磁场时， 电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子 束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已 知角度 ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？
类型一：复合场中的单一运动过程
1、平行进入匀强电磁场
2、垂直进入正交电磁场
专题练习题第9题
3、磁场与重力场复合，注意正确进行受力分析
若带正电 若带负电
专题练习第14题
4、三场复合中运动的特点 （1）
+q
h
B
（2）
专题练习题第5题
专题练习题17题
5、复合场中的圆周运动
例题、如图所示，水平放置的平行金属板 A带正电，B带负电，A、B间距离为d，匀 强电场的场强为E，匀强磁场的磁感应强 度为B，方向垂直纸面向里，今有一带电 粒子在A、B间竖直平面内做半径为R的匀 速圆运动，则带电粒子的转动方向为顺时 针还是逆时针，速率是多少？
专题练习题第7题
例题：如图11-4-10所示，在长方形abcd区 域内有正交的电磁场，ab=bc/2=L，一带电 粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射 入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去 磁场，则粒子从C点射出；若撤去电场，则 粒子将（重力不计）( )
• • • • A．从b点射出 B．从b、P间某点射出 C．从a点射出 D．从a、b间某点射出
靖宇县第一中学
• 带电粒子在复合场 中的运动
执教 执教
赵忠海 孟凡梅
高三物理第二轮专题复习
带电粒子在复合场中的运动
新课导言
考点地位：带电粒子在复合场中的运动问题是高 考的重点和难点，是每年高考的必考内容，在高 考试题中占有相当重要的地位，试题类型主要以 大型计算题形式为主，侧重于考查带电粒子在磁 场和电场、磁场和重力场以及磁场、电场、重力 场三场所形成的复合场中的运动问题，试题难度 大，综合性强，多是压轴题。 重点：掌握对带电粒子在电场或磁场中运动进行 分析的基本力学方法及解题思路； 难点：学会作出带电粒子在复合场中运动轨迹图 象的方法。
基础知识梳理
1、复合场： 电场 、 磁场和重力场并存或两种场 并存,或分区域并存。粒子在复合场运动时要考 虑 电场力 、 洛伦兹力 和重力作用． 2．各种场力的特点 (1)重力的大小为mg，方向竖直向下，重力做功与 重力做功 路径无关，重力势能的变化总是与_________相 对应． (2)电场力与电荷性质及电场强度有关，电场力做 电场力做功 功与路径无关，电势能的变化总是与________ 相对应． (3)洛伦兹力的大小F＝qvB，其方向与速度方向垂 不做功 直，所以洛伦兹力_________。
探究二、“电偏转”和“磁偏转”的比较
A B A B
D 电场：类平抛
C
D 磁场：匀速圆周
Hale Waihona Puke 2 2C由 L v0 t L 1 2 at 2 2 qE m a m v0 得E qL
2
4E 可 得 v0 5B
L 2 由R L ( R ) 2 v2 qv0 B m R 4m v0 得B 5qL
解答：第一种情况：mg > qE,由平衡条件知洛仑兹力f 沿z轴正向，粒子以v沿x轴正向运动由匀速运动易知其 条件是：mg－qE=qvB
第二种情况：mg<qE,则f沿z轴负方向 ， 粒子以v沿x轴负向运动，由匀速运动 知条件是：qE－mg=qvB
x z
O
y
带 电 粒 子 在 复 合 场 中 运 动
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2012版高三物理一轮复习课件：11.3带电粒子在复合场中的运动(大纲版)
共 48 页 22
典例剖析 【例2】 如图所示,在空间存在着水平方向的匀强磁场和竖直 方向的匀强电场,电场强度为E,磁感应强度为B.在某点由静 止释放一个带电液滴a,它运动到最低点处,恰与一个原来处 于静止的液滴b相撞,相撞后两液滴合为一体,沿水平方向做 直线运动.已知液滴a质量是液滴b质量的2倍,液滴a所带电 荷量是液滴b所带电荷量的4倍.求两液滴的初始位置之间的 高度差h(设a、b之间的静电力可以不计).
共 48 页
12
三､
电磁流量计
知识讲解 电磁流量计原理可解释为:如图所示,一圆形导管直径为d,用非 磁性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动,导电液体 中的自由电荷(正､负离子)在洛伦兹力作用下偏转,a、b间 U U , 的电势差就保持稳定,由 qBv = qE = q 可得 v = , Bd 2 d 流量 Q = Sv = π d i U = π dU . 4 Bd 4B
共 48 页
23
[解析] 设b液滴的质量为m,电荷量为q,则a液滴的质量为2m, 电荷量为4q. b液滴原来静止,受重力和电场力处于平衡,由此可知b液滴带 正电荷,且mg=Eq. ①
由a粒子的运动轨迹可知其受的洛伦兹力方向为右上方,判定 出a粒子带负电荷.设a原来所在处与b原来所在处的高度为 h,a运动到b时的速度为v1
qd 2 B 2 答案 : m = 8U
共 48 页 7
二､
磁流体发电机
知识讲解 如图所示,由燃烧室O燃烧电离成的正､负离子(等离子体)以高 速v喷入偏转磁场B中.在洛伦兹力作用下,正､负离子分别向 上､下极板偏转､积累,从而在板间形成一个向下的电场,两 U 板间形成一定的电势差:当 qvB = q 时,电势差稳定为 d U=dvB,这就相当于一个可以对外供电的电源.
典例剖析 【例2】 如图所示,在空间存在着水平方向的匀强磁场和竖直 方向的匀强电场,电场强度为E,磁感应强度为B.在某点由静 止释放一个带电液滴a,它运动到最低点处,恰与一个原来处 于静止的液滴b相撞,相撞后两液滴合为一体,沿水平方向做 直线运动.已知液滴a质量是液滴b质量的2倍,液滴a所带电 荷量是液滴b所带电荷量的4倍.求两液滴的初始位置之间的 高度差h(设a、b之间的静电力可以不计).
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三､
电磁流量计
知识讲解 电磁流量计原理可解释为:如图所示,一圆形导管直径为d,用非 磁性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动,导电液体 中的自由电荷(正､负离子)在洛伦兹力作用下偏转,a、b间 U U , 的电势差就保持稳定,由 qBv = qE = q 可得 v = , Bd 2 d 流量 Q = Sv = π d i U = π dU . 4 Bd 4B
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[解析] 设b液滴的质量为m,电荷量为q,则a液滴的质量为2m, 电荷量为4q. b液滴原来静止,受重力和电场力处于平衡,由此可知b液滴带 正电荷,且mg=Eq. ①
由a粒子的运动轨迹可知其受的洛伦兹力方向为右上方,判定 出a粒子带负电荷.设a原来所在处与b原来所在处的高度为 h,a运动到b时的速度为v1
qd 2 B 2 答案 : m = 8U
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二､
磁流体发电机
知识讲解 如图所示,由燃烧室O燃烧电离成的正､负离子(等离子体)以高 速v喷入偏转磁场B中.在洛伦兹力作用下,正､负离子分别向 上､下极板偏转､积累,从而在板间形成一个向下的电场,两 U 板间形成一定的电势差:当 qvB = q 时,电势差稳定为 d U=dvB,这就相当于一个可以对外供电的电源.
第2讲 带电粒子在复合场中的运动.pptx
答案
(1)见解析
2El′ (2) Bl
4 3El′ (3) B2l2
BEl1＋
3πl
18l′
20
素养内容提炼
@《创新设计》 命题热点突破
@《创新设计》
带电粒子在叠加场中的运动
考向一 带电体在重力场、电场的叠加场中的运动 【典例 1】 (2019·全国卷Ⅲ，24)空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P 是电
为 h，根据动能定理有 且有 v1·2t ＝v0t⑤
mgh＋qEh＝Ek－12mv21④
h＝12gt2⑥
联立③④⑤⑥式得 Ek＝2m(v20＋g2t2)⑦
答案
3mg (1) q
(2)2m(v20＋g2t2)
22
素养内容提炼
命题热点突破ຫໍສະໝຸດ 考向二 生产、生活及科技中的应用实例——电磁流量计
【典例2】 (2018·安徽合肥市三模)为监测某化工厂的污水排放量， 技术人员在该厂的排污管末端安装了如图5所示的长方体流量计。 该装置由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为a、b、c，左右两 端开口。在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，前后两个内侧 面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该 装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U。 若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中 正确的是( )
21
素养内容提炼
命题热点突破
@《创新设计》
解析 (1)设电场强度的大小为E，小球B运动的加速度为a。根据牛顿第二定律、
运动学公式和题给条件，有mg＋qE＝ma① 12a2t 2＝12gt2② 解得 E＝3mq g③ (2)设 B 从 O 点发射时的速度为 v1，到达 P 点时的动能为 Ek，O、P 两点的高度差
专题6带电粒子在复合场中的运动课件
(1)物块刚进入场区时的速度和刚离开场区时距水平面的高度h; (2)物块开始运动时的速度。
即带电物块进入场区后恰好可在竖直平面内做匀速圆周运动,离开场 区后做平抛运动。设物块进入场区时速度为v1,做圆周运动的轨道半 径为R,则有
3.速度选择器、质谱仪和回旋加速器等模型 【例3】 质谱仪的工作原理图如图所示,A为粒子加速器,加速电压为 U1;M为速度选择器,两板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场,匀强 磁场的磁感应强度为B1,两板间距离为d;N为偏转分离器,内部有与纸 面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B2。一质量为m,电荷量为q的带正 电的粒子由静止经加速器加速后,恰能通过速度选择器,进入分离器 后做圆周运动,并打到感光板P上。不计重力,求:
(1)α粒子被加速后获得的最大动能Ek; (2)α粒子在第n次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与紧接着第n+ 1次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比; (3)α粒子在回旋加速器中运动的时间; (4)若使用此回旋加速器加速氘核,要想使氘核获得与α粒子相同的动 能,请你通过分析,提出一个简单可行的办法。
3 qB
1
(2) 3Bv0
(3)m v0 2
拓展链接1如图所示,相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2 分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线,它们的连线垂直于M、N, 且s2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方 向垂直纸面向外的匀强磁场。D为收集板,板上各点到O点的距离以及 板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电 量为+q的粒子,经s1进入M、N间的电场后,通过s2进入磁场。粒子在s1处 的速度和粒子所受的重力均不计。
①所加交变电压的频率等于带电粒子做匀速圆周运动的频率f= 1 =
高三物理带电粒子在复合场中的运动省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
【答案】g-μqE/m mg/(μqB)-E/B
【解析】这类问题必须用牛顿第二定律求解。小球受力
情况如图8-3-9所表示，由牛顿第二定律得
竖直方向mg-F=ma 水平方向FN=qE+qvB 且f=μFN 解得a=[mg-μ(qE+qvB)]/m
图8-3-8
显然当v=0时，加速度最大，
am=[mg-μqE]/m=g-μqE/m 当a=0时，速度最大，
④
联立②③④式，得
θ=30°
⑤
图8-3-6
因为M、O、Q点在圆周上，∠MOQ=90°，所以MQ为直径。从图8-3-6中几何关系可知，
R= l
⑥
MO=6l
⑦
(2)设粒子在磁场中运动速度为v，从Q点到M点运动时间为t2，则有
v=v0/cosθ
⑧
t2=πR/v
⑨
带电粒子自P点出发到M点所用时间t为
t=t1+t2
关键点一 带电粒子在匀强电场和匀强磁场中偏转比较
分类 项目
匀强电场中偏转
匀强磁场中偏转
偏转 产生条件 带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场 带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场
受力特征 F=qE(恒力) 运动性质 匀变速曲线运动
F=qv0B(变力) 匀速圆周运动
轨迹 抛物线ຫໍສະໝຸດ 圆或圆弧处理方法 运动合成与分解
图8-3-10
大；沿z轴正方向电势降低
C.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势
升高
D.质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势
降低
第7页
； / 高仿包包
正在和壹位大人在谈公事，稍晚壹些才能过去。”因为得咯秦顺儿の回话，众人知道王爷还在办公事，这是天大の理由，于是只好无可奈何地 继续等候。当王爷壹身整齐地出现在宴席上后，壹屋子の人都投射出不满、愤恨の目光。自知理亏の他，随手抄起壹各奴才盘子中摆放の酒杯， 从世子爷到各位文官武将再到各位皇子弟兄，壹壹举杯赔罪罚酒：“抱歉，本王来晚壹步，令各位久等，理应受罚。”说完不待众人表态，他 直接壹饮而尽。对于王爷の迟到，作为东道主の世子爷自是最为不满。可是壹来王爷这各人他得罪不起，二来已经主动赔罪罚酒，堵住咯他の 嘴，于是世子爷只好强忍着心中の不快，口是心非、强颜欢笑地答道：“王爷何出此言，公务要紧，这也是身不由已，您能抽出时间大驾光临， 真是荣幸之至，哪里还能罚您酒呢？”世子爷原来是想卖王爷壹各人情，不过八小格好不轻易逮住咯这各千载难逢の“酒后吐真言”好机会， 平时想寻找他四哥の破绽の都是难上加难，现在有这么好の天赐良机，怎么能够轻易放过？所以世子爷の话音刚壹落下，他就率先起身：“四 哥，八弟这杯酒可不是罚酒，而是借世子爷の这块宝地，真心真意地敬您壹杯！”八小格率先打响咯进攻の第壹枪，拉开咯围攻の序幕，众人 原本就心存不满，此时有八小格の带头，更是放心大胆、壹轰而上，纷纷起身，向王爷频频敬酒。秦顺儿眼看着自家爷身陷泥潭，左壹杯右壹 杯地赔酒谢罪，简直就像是在剜他の心壹般难受：爷这壹身の伤，最怕の就是活血，再这么壹杯壹杯不停地喝下去，还不要咯爷の命咯？心急 如焚の秦顺儿恨不能要给各位爷跪下咯：求求各位爷，高抬贵手，留我家爷壹条活命吧。第壹卷 第308章 窗子第二天，就传来咯圣驾定于九 月二十，也就八天之后返京の消息。消息刚壹传来，众人马上进入咯担心而忙碌の返程收拾准备工作中。水清和吟雪自然要帮助德妃娘娘，而 她们自己の收拾工作则大部分都由玉盈承接咯下来。圣驾回京前有壹系列の善后事项以及告别宴会，所以王爷几乎天天都有不一样の应酬，甚 至有时会发生冲突，有时候不得已需要壹天赶两各场，所以直到启程那天，他都没有机会再见到玉盈，即使他们住在同壹各营区，即使他们只 是前后帐子之隔。坐在回京の马车上，玉盈壹日壹日愈发地缄默起来。水清则终于不用整日地去德妃那里忙前忙后，除咯晚膳时分例行公事地 前往伺候以外。所以出发之后の前几天，不论是白天还是黑夜，马车中の水清几乎全部用来咯睡觉，简直就是睡咯壹各天昏地暗！ 好不轻易 过咯五、六天，水清の睡眠总算是补回来壹些，身体也舒适咯许多。有咯精神、有咯时间，她就开始闲不住，就开始想要跟姐姐玩玩闹闹。可 是令她诧异の是，玉盈姐姐总是躲着她，不但总是低着头做针线，连看也不看她壹眼，就是闲聊，姐姐也极少接话，弄得她就像是在唱独脚 戏！“姐姐，您这是怎么咯？生病咯吗？”“没有，没有，这不是好好の。”“那是凝儿惹您生气咯？”“没有，你别瞎想咯。”“那姐姐怎 么不理凝儿咯呢？”“怎么会呢！这世上姐姐谁都不理，也要理凝儿の！”“那咱们对对联吧！”“又来看姐姐の笑话咯！明知道姐姐对不上 来，偏是哪壶不开提哪壶！”“那咱们唱歌吧。”“你呀，想唱就唱呗，谁拦着你咯？”“凝儿要跟姐姐壹起唱呀！”“姐姐不会唱。”“谁 说の，以前姐姐不是跟凝儿壹起唱过好多好多好听の歌儿嘛！对咯，龙船调，姐姐唱得最好听咯！”“那是以前，现在姐姐全忘记咯。”玉盈 哪里还敢看凝儿の眼睛？她怕凝儿那双天真无邪の眼睛直接就看清她の罪恶！她对不起凝儿！那各吻，是他与她之间唯壹の壹各吻，却是她永 生都不会忘却の壹各吻。为咯这各吻，她能够为他贡献出她の壹切，即使是生命也在所不惜！她の心，只为他壹人而生，她の身，也只为他壹 人而死。她明白无误地告诉他，她の心，留在他这里，不过，她不会嫁给她，因为她谁也不会嫁，包含他。即使她说得如此绝决，其实在她の 心中，她还是为他留咯壹扇窗，不过她并没有告诉他，还有壹扇窗在为他而等候。这扇窗就是，凝儿只要有壹天是他の侧福晋，她就决不会嫁 给他。不过，假如……这各假如，她永远也不会告诉任何人，只当是上天の安排吧，不论上天怎么安排，她都心甘情愿地接收，她认命！而他 哪里知道还有这么壹扇窗の存在？他只知道，她将他们全部の路，全都堵得死死の。第壹卷 第309章 伤透返程の路上，王爷有の时候需要陪 同圣驾左右，有の时候需要负责照看整各队伍，有の时候需要应酬，但也有の时候，他没有任何事情可做，既不需要轮值也不需要应酬。每当 他无事可做の时候，他都会弃马坐车，因为他谁也不想见，谁也不想应付，他只想躲在马车这各避世の平静世界里，静静地想壹想，想壹想他 们の未来。“玉盈谁也不嫁”这简简单单の六各字，就这么无情地将他从甜蜜初吻の天堂打进咯万劫不得の地狱！壹年前，他派出の太监早就 探得咯她向年夫人发下の“谁也不嫁”の誓言。当初听到这各消息の时候，他欣喜异常，万分激动，他终于知道咯她心中所想，她心中所思， 她心中有他，为咯他，她谁也不嫁。可是，当他亲耳听到她决绝地说出“玉盈不会嫁给您”の时候，他震惊咯，莫非他理会错咯她の意思？再 当他听到她坚定地说着“玉盈谁也不嫁”の时候，他终于明
带点粒子在复合场中的运动(2012年广东一模物理)
带点粒子在复合场中的运动(2012广一模)35．如图所示，有小孔O 和O ′的两金属板正对并水平放置，分别与平行金属导轨连接，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域有垂直导轨所在平面的匀强磁场．金属杆ab 与导轨垂直且接触良好，并一直向右匀速运动．某时刻ab 进入Ⅰ区域，同时一带正电小球从O 孔竖直射入两板间．ab 在Ⅰ区域运动时，小球匀速下落；ab 从Ⅲ区域右边离开磁场时，小球恰好从O ′孔离开．已知板间距为3d ，导轨间距为L ，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域的磁感应强度大小相等、宽度均为d ．带电小球质量为m ，电荷量为q ，ab 运动的速度为v 0，重力加速度为g ．求：（1）磁感应强度的大小（2）ab 在Ⅱ区域运动时，小球的加速度大小 （3）小球射入O 孔时的速度v（2012年东莞一模）35．（18分）如图所示，一个质量为m =2.0×10-11kg ，电荷量q =+1.0×10-5C 的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U 1=100V 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U 2=100V 。
金属板长L =20cm ，两板间距d =310cm 。
求：（1）微粒进入偏转电场时的速度0v 的大小（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ和速度v（3）若带电微粒离开偏转电场后进入磁感应强度为B = T 的均强磁场，为使微粒不从磁场右边界射出，该匀强磁场的宽度D 至少为多大av 0OO ′vd d dⅠⅡ ⅢL3db （第35题图）U 2BU 1v 0Dθ v53（2012佛山一模）35．（18分）如图所示，一质量为m 、电量为+q 、重力不计的带电粒子，从A 板的S 点由静止开始释放，经A 、B 加速电场加速后，穿过中间偏转电场，再进入右侧匀强磁场区域．已知AB 间的电压为U ，MN 极板间的电压为2U ，MN 两板间的距离和板长均为L ，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为B 、有理想边界．求： （1）带电粒子离开B 板时速度v 0的大小；（2）带电粒子离开偏转电场时速度v 的大小与方向；（3）要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度d 多大？（2012年肇庆一模）35（18分）．有一平行板电容器，内部为真空，两个极板的间距为d ，极板长为L ，极板间有一匀强电场，U 为两极板间的电压，电子从极板左端的正中央以初速0v 射入，其方向平行于极板，并打在极板边缘的D 点，如下图（甲）所示。
高考物理 专题 第3讲 带电粒子在复合场中的运动[配套课件] 大赛获奖精美课件PPT
![高考物理 专题 第3讲 带电粒子在复合场中的运动[配套课件] 大赛获奖精美课件PPT](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/bb3016fcb9f3f90f76c61b5c.webp)
洛伦兹力只改变速度方向，
不改变速度大小，对电荷永 不做功
做功情况
物理图象
⊙典例剖析
例 1：(2015 年广东惠州一调)如图 8-3-6 所示.一电子(其重
力不计，质量为 m、电荷量为 e)由静止开始，经加速电场加速
后，水平向右从两板正中间射入偏转电场.偏转电场由两块水平
平行放置的长为 l、相距为 d 的导体板组成，当两板不带电时，
第3讲
带电粒子在复合场中的运动
一、复合场与组合场
磁场 、________ 重力场 共存，或其中 电场 、________ 1.复合场：________ 某两种场共存区域. 电场 与________ 磁场 各位于一定的区域内，并 2.组合场：________ 不重叠，或在同一区域内，电场、磁场分时间段或分区域交替 出现.
(3)对未知的带电粒子其重力是否可忽略又没有明确时，可
采用假设法判断，假设重力计或者不计，结合题给条件得出的 结论若与题意相符则假设正确，否则假设错误.
二、带电粒子在复合场中运动的实例 1.质谱仪 (1)用途：测量带电粒子的质量和分析同位素. (2)原理：如图 8-3-1 所示，先用电场加速，再进入磁场偏 1 2 转.利用电场加速(无初速度释放)：qU＝Ek＝2mv ；利用磁场偏 2mEk 2mU 转：r＝ qB ＝ qB2 .
s R＝sin θ， 设电子从偏转电场中出来时的速度为 vt，垂直偏转极板的 vy 速度为 vy， 则电子从偏转电场中出来时的偏向角满足 sin θ＝ v ， t U0e 式中 vy＝at0＝ dm t0， v2 t 又 Bevt＝m R ， U0t0 由上述可得 B＝ ds .
U U 由 qvB＝qE＝q d ，可得：v＝Bd， πd2 U πdU 流量 Q＝Sv＝ 4 · Bd＝ 4B .
带电粒子在复合场中的运动
07年1月山东潍坊市期末统考7
7．空间处有竖直向下的匀强电场，水平向北的匀 强磁场，若在该空间有一电子沿直线运动。不计 电子重力，则该电子的运动方向不可能的是 （
BCD
）
A．水平向东
C．竖直向上
B．水平向西
D．竖直向下
07年1月海淀区期末练习15 15．如图所示，两块带电金属板a、b水平正对放置， 在板间形成匀强电场，电场方向竖直向上。板间同 时存在与电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只 存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速 度vo从两板的左端中央，沿垂直于电场、磁场的方 向射入场中，无偏转的通过场区。 已知板长l=10.0cm，两板间距d=3.0cm，两板间电 势差U=150V，v0=2.0×10-7m/s。电子所带电荷量与 其 质 量 之 比 e/m=1.76×1011C/kg ， 电 子 电 荷 量 e=1.60×10-19C，不计电子所受 b 重力和电子之间的相互作用力。 e v d 0 a l
解:微粒运动到O点之前受到重力、电场力和洛仑兹力作 用，在这段时间内微粒做匀速直线运动，说明三力合力 为零．由此可得 FB2 = FE2 +(mg)2 ①
电场力 FE =Eq =3×10-4 N 重力mg= 4×10-4 N ② 洛仑兹力 FB =Bqv =5×10-4 N
v=10m/s
③
④
联立求解、代入数据得
题目
07届南京市第一次调研测试 8 8．如图为一“滤速器”装置示意图。a 、 b为水平放 置的两块平行金属板，一束具有各种不同速率的电子 沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具 有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿 垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够 沿水平直线OO'运动，由O'射出（不计重力作用）。 B 可以达到上述要求的方法有 （ C ） A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外 B．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里 C．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外 a D．使a板电势低于b板，磁场方向 垂直纸面向里 O' O b
带电粒子在复合场中的运动公开课2012
例题2、 如图所示，在水平地面上方有一范围足够大的互
相正交的匀强电场和匀强磁场区域．磁场的磁感应强度 为B，方向水平并垂直于纸面向里．一质量为m、带电荷 量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面做速度大小 为v的匀速圆周运动，重力加速度为g. (1)求此区域内电场强度的大小和方向；
【解析】 (1)电场强度的方向竖直向上 设电场强度为E，
变式训练3、带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力
)分别以速度v甲、v乙、v丙垂直射入电场和磁场相互垂
直的复合场中，其轨迹如图所示，则下列说法正确的
是
A．v甲>v乙>v丙
(
) A
B．v甲<v乙<v丙
C．甲的速度可能变大
D．丙的速度不一定变大
小结
（1）当带电粒子在复合场中做匀速运动时，应根据受力 平衡列方程求解． （2）当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同 时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解． （3）当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应 选用动能定理或能量守恒定律列方程求解．
mg 则有 mg＝qE，即 E＝ q .
(2)若某时刻微粒在电场中运动到P点时，速度与水平方 向的夹角为60°，且已知P点与水平地面间的距离等 于其做圆周运动的半径．求该微粒运动到最高点时与 水平地面间的距离?
(2)设带电微粒做匀速圆 周运动的轨迹半径为 r， 根据 牛顿第二定律和洛伦兹力公 mv 2 mv 式有 qvB＝ ， 解得 r＝ . r qB
依题意可画出带电微粒做匀速圆周运动的轨 迹如图所示，该微粒运动至最高点与水平地
5mv 面间的 距离 hm＝2r+rcos60º＝ 2qB
（3）当带电粒子运动至最高点时，将电场强度的大 小变为原来的1/2 ，方向不变（且不计电场变化对 原磁场的影响），带电粒子能落至地面，求带电粒 子落至地面的速度大小。
高三物理公开课—带电粒子在复合场中的运动PPT课件
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(1)粒子在盒内做何种运动？ (2)粒子在两盒间狭缝内做何种运动？ (3)所加交变电压频率为多大？粒子运动角速度为多大？ (4)粒子离开加速器时速度为多大？ (5)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间距离为d，求加速到 上述能量所需的时间．
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小试身手
4.(16分)如图12甲是质谱仪的工作原理示意图．设法使某有机化合物的气 态分子导入图中的A容器，使它受到电子束轰击，失去一个电子成为正一价 的离子．离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不 计)，加速后再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是 一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应 强度为B.离子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的H点(图中未画出)，测 得G、H间的距离为d，粒子的重力可忽略不计．试求：
(1)该粒子的荷质比(q/m)．
(2)若偏转磁场为半径为
3 3
d的圆形区域，且与MN相切于G点，如图乙所
示，其它条件不变．仍保证上述粒子从G点垂直于MN进入偏转磁场，最
终仍然到达照相底片上的H点，则磁感应强度 B '的比值为多少？
B
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方法指导： 用动力学的观点
和能量的观点解题
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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．
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近五年高考试题全国卷试题统计： 2007年卷Ⅰ.25题.22分 2007年卷Ⅱ.25题.20分 2008年卷Ⅰ.25题.22分 2009年卷Ⅰ.26题.21分（考多解问题） 2009年卷Ⅱ.25题.18分 2010年卷Ⅰ.26题.21分（考临界值问题） 2010年卷Ⅱ.26题.21分