单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,O,3,r,r,O,4,r,r,O,2,r,r,O,1,r,r,O,S,一朵梅花,带电粒子在,磁场中,运动轨迹赏析,O3rrO4rrO2rrO1rrOS一朵梅花带电粒子在磁场中,a,a,O,x,P,v,O,1,O,3,O,2,一条波浪,aaOxPvO1O3O2一条波浪,o,A,B,v,0,o,1,r,r,P,Q,一颗明星,oABv0o1rrPQ一颗明星,O,1,O,2,O,3,L,d,一把球拍,O1O2O3Ld一把球拍,带电粒子在复合场中的运动,1,、各种场是独立区域,匀速直线运动,复杂的曲线运动,功能关系,分阶段求解,处理方法：,2,、各种场是共存区域,运动类型：,电场,重力场,磁场,匀速圆周运动,如何判断研究对象是否考虑重力？,带电粒子在复合场中的运动1、各种场是独立区域匀速直线运动复杂,温馨提示,复合场中重力是否考虑的三种情况,(1),在题目中明确说明的按说明要求是否考虑重力,(2),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,(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,.,温馨提示,1,、平行板中,E,和,B,互相,垂直,（一）速度选择器,3,、这种装置能把具有一定,速度,的粒子选择出来，,跟电量和电荷正负无关,，跟所以叫做速度选择器,2,、粒子沿直线通过则有：,qvB,qE,，,v,4,、粒子反向通过就不是速度选择器,共存复合场,1、平行板中E和B互相垂直（一）速度选择器3、这种装置能把具,直线运动,电场力,动能,洛伦兹力,动能,直线运动电场力动能洛伦兹力动能,（二）磁流体发电机,将等离子体,(,高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体呈中性,),喷射入磁场，磁场中有两块金属板,A,、,B,，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压当,qvB,时电势差稳定，,1,、发电原理：,3,、闭合电路欧姆定律,E,I,（,R+r,）,（新兴技术，把,磁场,能直接转化为,电能,）,2,、,B,是发电机,正极,U,，这就相当于一个可以对外供电的电源,dvB,（二）磁流体发电机 将等离子体(高温下电离的气体，含有大,（三）电磁流量计,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,洛伦兹力,和,电场力,平衡时，,a,、,b,间的电势差就保持稳定,1,、工作原理：,（三）电磁流量计 圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导,（四）霍尔效应,1,、定义：高,h,、宽为,d,的导体置于匀强磁场,B,中，当电流通过导体时，在导体板的上表面,A,和下表面,A,之间产生电势差，这种现象称为,霍尔效应,，此电压称为霍尔电压,Zxxk,2,、公式推导：设导体中自由电荷,(,载流子,),是自由电子图中电流方向向右，则电子受洛伦兹力方向向上，在上表面,A,积聚电子，则，,qBv,qE,，,E,Bv,，,电势差,U,Eh,Bhv,又,I,nqSv,S,为导体的横截面积,S,hd,得,v,所以,U,Bhv,（四）霍尔效应1、定义：高h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，,例：如图所示，虚线间空间内存在由匀强电场,E,和匀强磁场,B,组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球,(,电荷量为,q,，质量为,m,),从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是,(,),答案：,CD,例：如图所示，虚线间空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的,例：如图所示，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,错误,BC,例：如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里解析：由于小,例：套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为,m,，电量为,+q,，匀强电场的电场强度为,E,，,方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度为,B,，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为,，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度,例：套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为m，电量为+q，匀,质谱仪,思考：质谱仪的主要作用是什么？,测定带电粒子的质量和分析同位素,分离复合场,质谱仪思考：质谱仪的主要作用是什么？测定带电粒子的质量和分析,回旋加速器,问题：,1,、电场和磁场的作用是什么？,2,、有哪些重要的知识点？,回旋加速器问题：1、电场和磁场的作用是什么？,分离复合场分析方法,分离复合场分析方法,如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为,E,、方向水平向右，电场宽度为,L,；中间区域匀强磁场方向垂直纸面向外，右侧区域匀强磁场方向垂直纸面向里，两个磁场区域的磁感应强度大小均为,B,。一个质量为,m,、电量为,q,、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的,O,点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到,O,点，然后重复上述运动过程。求：,（,1,）中间磁场区域的宽度,d,;,（,2,）带电粒子的运动周期,.,B,E,O,B,L,d,如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强,O,1,O,2,O,3,B,1,E,O,B,2,L,d,下面请你完成本题解答,O1O2O3B1EOB2Ld下面请你完成本题解答,由以上两式，可得,（,2,）在电场中运动时间,在中间磁场中运动时间,在右侧磁场中运动时间,则粒子的运动周期为,带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律得：,O,1,O,2,O,3,B,1,E,O,B,2,L,d,解：,（,1,）如图所示，带电粒子在电场中加速，由动能定理得：,粒子在两磁场区运动半径相同，三段圆弧的圆心组成的三角形,O,1,O,2,O,3,是等边三角形，其边长为,2R,。所以中间磁场区域的宽度为：,由以上两式，可得（2）在电场中运动时间在中间磁场中运动时间在,例如图左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场一束同位素离子流从狭缝,S,1,射入，沿直线通过速度选择器，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为,E,的偏转电场，最后打在照相底片,D,上已知离子的电荷量为,q,(,q,0),，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为,E,0,的匀强电场和磁感应强度大小为,B,0,的匀强磁场，照相底片,D,与狭缝,S,1,、,S,2,的连线平行且距离为,L,，忽略重力的影响,(1),求从狭缝,S,2,射出的速度,v,0,(2),求打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度,v,0,方向飞行的距离,x,例如图左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场一束同位,带电粒子在复合场中的运动课件,例、如下图所示，在平面直角坐标系,xOy,内，第,象限的等腰直角三角形,MNP,区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，,y,0,的区域内存在着沿,y,轴正方向的匀强电场一质量为,m,、电荷量为,q,的带电粒子从电场中的,Q,(,2,h,，,h,),点以速度,v,0,水平向右射出，经坐标原点,O,处射入第,象限，最后以垂直于,PN,的方向射出磁场已知,MN,平行于,x,轴，,N,点的坐标为,(2,h,2,h,),，不计粒子的重力，求：,(1),电场强度的大小,E,；,(2),磁感应强度的大小,B,；,(3),粒子在磁场中运动的时间,t,.,例、如下图所示，在平面直角坐标系xOy内，第象限的等腰直角,带电粒子在复合场中的运动课件,带电粒子在复合场中的运动课件,带电粒子在复合场中的运动课件,(1),两金属板间所加电场的场强大小；,(2),匀强磁场的磁感应强度,B,的大小,(1)两金属板间所加电场的场强大小；,带电粒子在复合场中的运动课件,带电粒子在复合场中运动的分析方法,带电粒子在复合场中运动的分析方法,