1、1 1帶電體在復(fù)合場中運動的分類帶電體在復(fù)合場中運動的分類(1)(1)磁場磁場+ +重力場并存重力場并存 （2 2）電場）電場+ +重力場并存重力場并存 (3)(3)電場電場+ +磁場磁場( (不計重力微觀粒子不計重力微觀粒子) ) (4) (4)電場電場+ +磁場磁場+ +重力場并存重力場并存 帶電體在疊加場中的運動問題帶電體在疊加場中的運動問題2.2.帶電粒子在復(fù)合場中運動的分析方法帶電粒子在復(fù)合場中運動的分析方法3、帶電體在復(fù)合場中運動的幾種運動模型帶電體在復(fù)合場中運動的幾種運動模型1 1、勻速直線運動、勻速直線運動abEBEB+q mCBED+q m3 3、勻速圓周運動、勻速圓周運動2

2、 2、類平拋運動、類平拋運動如圖所示為阿爾法磁譜儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，它曾由航如圖所示為阿爾法磁譜儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，它曾由航天飛機(jī)攜帶升空，安裝在阿爾法空間站中，用來探測宇天飛機(jī)攜帶升空，安裝在阿爾法空間站中，用來探測宇宙射線現(xiàn)假設(shè)一束由兩種不同粒子組成的宇宙射線，宙射線現(xiàn)假設(shè)一束由兩種不同粒子組成的宇宙射線，恰好沿直線恰好沿直線OOOO通過正交的電場和磁場區(qū)域后進(jìn)入勻強(qiáng)通過正交的電場和磁場區(qū)域后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場磁場B2B2，形成兩條徑跡，則下列說法中正確的（），形成兩條徑跡，則下列說法中正確的（）A A粒子粒子1 1進(jìn)入磁場進(jìn)入磁場B2B2的速度小于粒子的速度小于粒子2 2的速度的速度B B粒子

3、粒子1 1進(jìn)入磁場進(jìn)入磁場B2B2的速度等于粒子的速度等于粒子2 2的速度的速度C C粒子粒子1 1的比荷大于粒子的比荷大于粒子2 2的比荷的比荷D D粒子粒子1 1的比荷小于粒子的比荷小于粒子2 2的比荷的比荷類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加 有一個帶電量為有一個帶電量為+q+q、重為、重為G G的小球的小球, ,從兩豎直的帶電平從兩豎直的帶電平行板上方行板上方h h處自由落下處自由落下, ,兩極板間另有勻強(qiáng)磁場兩極板間另有勻強(qiáng)磁場, ,磁感磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B B, ,方向如圖方向如圖1111所示所示, ,則帶電小球通過有電場則帶電小球通過有電場和磁場的空間時和磁場的空間

4、時, ,下列說法錯誤的是下列說法錯誤的是 ( )( )A.A.一定作曲線運動一定作曲線運動B.B.不可能做曲線運動不可能做曲線運動C.C.有可能做勻加速運動有可能做勻加速運動D.D.有可能做勻速運動有可能做勻速運動圖圖1111類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加如圖所示如圖所示, ,一束同位素離子流從狹縫一束同位素離子流從狹縫S1S1射入速度選擇器射入速度選擇器, ,能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2S2射出的離子射出的離子, ,又又沿著與電場垂直的方向沿著與電場垂直的方向, ,立即進(jìn)入場強(qiáng)大小為立即進(jìn)入場強(qiáng)大小為E E的偏轉(zhuǎn)電的偏轉(zhuǎn)電場場, ,最

5、后打在照相底片最后打在照相底片D D上上. .已知同位素離子的電荷量為已知同位素離子的電荷量為q(qq(q0),0),速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強(qiáng)大小為速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強(qiáng)大小為E E0 0的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B0 0的勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場, ,照相照相底片底片D D與狹縫與狹縫S S1 1 S S2 2的連線平行且距離為的連線平行且距離為L,L,忽略重力的忽略重力的影響影響. . 求：求：x x與離子質(zhì)量與離子質(zhì)量m m之間之間的關(guān)系式的關(guān)系式( (用用E0E0 B0B0 E E q q m m L L表示表示).).質(zhì)譜儀。質(zhì)譜儀。

6、可以用來測定帶電粒子的荷質(zhì)比。也可以可以用來測定帶電粒子的荷質(zhì)比。也可以在已知電量的情況下測定粒子質(zhì)量。在已知電量的情況下測定粒子質(zhì)量。 2mv21qU rmvqvB222rBU2mq 類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加圖是質(zhì)譜儀的原理示意圖帶電粒子被加速電場加速圖是質(zhì)譜儀的原理示意圖帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B B和和E E. .平板平板S S上有可讓粒上有可讓粒子通過的狹縫子通過的狹縫P P和記錄粒子位置的膠片和記錄粒子位置的膠片A A1 1

7、A A2 2. .平板平板S S下方下方有強(qiáng)度為有強(qiáng)度為B B0 0的勻強(qiáng)磁場下列表述錯誤的是（的勻強(qiáng)磁場下列表述錯誤的是（ ）A A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B B速度選擇器中的磁場方向垂直速度選擇器中的磁場方向垂直 紙面向外紙面向外C C能通過狹縫能通過狹縫P P的帶電粒子的速率的帶電粒子的速率 等于等于E E/ /B BD D粒子打在膠片上的位置越靠近粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫狹縫P P，粒子的比荷越小，粒子的比荷越小類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加D例例磁流體發(fā)電機(jī)原理如圖。相距為磁流體發(fā)電機(jī)原理如圖。相距為 d d 的極板的極板A A

8、、B B間有高速等離子體噴射，兩極板間有如圖方向的勻強(qiáng)間有高速等離子體噴射，兩極板間有如圖方向的勻強(qiáng)磁場。該發(fā)電機(jī)哪個極板為正極？兩板間最大電壓為磁場。該發(fā)電機(jī)哪個極板為正極？兩板間最大電壓為多少？設(shè)氣體的電導(dǎo)率多少？設(shè)氣體的電導(dǎo)率( (電阻率的倒數(shù)電阻率的倒數(shù)) )為為K K，求通過，求通過外阻外阻R R的電流？的電流？vB為正極板為正極板dUqqEqvBmm即磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢即磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢E BdvUm類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加zyxv注意：注意：電流方向相同時電流方向相同時，正、負(fù)離子在，正、負(fù)離子在同一個磁場同一個磁場中所受洛倫茲力的方向相同，偏轉(zhuǎn)方向

9、相同。中所受洛倫茲力的方向相同，偏轉(zhuǎn)方向相同。 yzv類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)如圖所示的流量計由絕緣材料制成，長、寬、高分別如圖所示的流量計由絕緣材料制成，長、寬、高分別為為a a、b b、c c，左右兩端開口在垂直于上下底面方向加，左右兩端開口在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面分的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極污水充滿管口從左向右流別固定有金屬板作為電極污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U U. .若用若用Q Q

10、表示污水流量表示污水流量( (單位時間內(nèi)排出的污水體積單位時間內(nèi)排出的污水體積) )，下列說，下列說法中正確的是法中正確的是 ( () ) A A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B B若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢高若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢高C C污水中離子濃度越高，污水中離子濃度越高， 電壓表的示數(shù)將越大電壓表的示數(shù)將越大D D污水流量污水流量Q Q與與U U成正比，成正比， 與與a a、b b無關(guān)無關(guān)答案：答案：D D類型一：電場和磁場的疊加（類型一：電場和磁場的疊加（流量計）流量計）例例2 2質(zhì)量為質(zhì)量為 m

11、m 帶電量為帶電量為 q q 的小球套在豎直放置的的小球套在豎直放置的絕緣桿上，球與桿間的動摩擦因數(shù)為絕緣桿上，球與桿間的動摩擦因數(shù)為。勻強(qiáng)電場和。勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的方向如圖所示，電場強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場的方向如圖所示，電場強(qiáng)度為 E E，磁感應(yīng)強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為 B B。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長，。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長，電場和磁場也足夠大，電場和磁場也足夠大， 求運動過程中小球的最大加求運動過程中小球的最大加速度和最大速度。速度和最大速度。 EBqEqvBmgfN最大加速度為最大加速度為 g，此時有：，此時有：qvB=qE，N=0，f=0當(dāng)摩擦力和重力大小相等時，當(dāng)

12、摩擦力和重力大小相等時，小球速度達(dá)到最大小球速度達(dá)到最大 BEqBmgv類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加拓展：拓展：若將磁場反向，其余條件不變。最大若將磁場反向，其余條件不變。最大加速度和最大速度又各是多少？何時出現(xiàn)？加速度和最大速度又各是多少？何時出現(xiàn)？mEqgaBEBqmgv開始的加速度最大為開始的加速度最大為摩擦力等于重力時速度最大，為摩擦力等于重力時速度最大，為EBqEqvBmgfN類型一：電場和磁場的疊加類型一：電場和磁場的疊加如圖所示，如圖所示，I I、是豎直平面內(nèi)兩個相同的半圓形光滑是豎直平面內(nèi)兩個相同的半圓形光滑絕緣軌道，絕緣軌道，K K為軌道最低點軌道為軌道最

13、低點軌道I I處于垂直紙面向外處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，軌道的勻強(qiáng)磁場中，軌道IIII處于水平向右的勻強(qiáng)電場處于水平向右的勻強(qiáng)電場中兩個完全相同的帶正電小球中兩個完全相同的帶正電小球a a、b b從靜止開始下滑從靜止開始下滑至第一次到達(dá)最低點至第一次到達(dá)最低點k k的過程，則此過程帶電小球的過程，則此過程帶電小球a a、b b相比（）相比（）A A球球a a所需時間較長所需時間較長B B球球b b機(jī)械能損失較多機(jī)械能損失較多C C在在K K處球處球a a速度較大速度較大D D在在K K處球處球b b對軌道壓力較大對軌道壓力較大BC類型二類型二 磁場磁場+ +重力場重力場+ +電場電場例例3

14、 3一個帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁一個帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。則該帶電微粒必然場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。則該帶電微粒必然帶帶_，旋轉(zhuǎn)方向為，旋轉(zhuǎn)方向為_。若已知圓半徑為。若已知圓半徑為r r，電，電場強(qiáng)度為場強(qiáng)度為 E E 磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B B，則線速度為，則線速度為_。 BE負(fù)電，負(fù)電，逆時針，逆時針，v = qBr/m = gBr/E類型三類型三 磁場磁場+ +重力場重力場+ +電場電場2 2如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，一場

15、，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，一帶電微粒由帶電微粒由a a點進(jìn)入電磁場并剛好能沿點進(jìn)入電磁場并剛好能沿abab直線向上運直線向上運動，下列說法正確的是動，下列說法正確的是 ( )( )A A微粒一定帶負(fù)電微粒一定帶負(fù)電B B微粒動能一定減小微粒動能一定減小C C微粒的電勢能一定增加微粒的電勢能一定增加 D D微粒的機(jī)械能一定增加微粒的機(jī)械能一定增加abE類型三類型三 磁場磁場+ +重力場重力場+ +電場電場【例【例4 4】如圖所示，帶電平行板中勻強(qiáng)電場豎直向上，如圖所示，帶電平行板中勻強(qiáng)電場豎直向上，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的軌道上的a a點自由滑下，經(jīng)過軌道端點點自由滑下，經(jīng)過軌道端點P P進(jìn)入板間后恰進(jìn)入板間