1.6 带电粒子在组合场的运动(共23张PPT)

第三节 带电粒子在电磁 场中的运动 组合场（E B） 1．复合场与组合场 (1)复合场：电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存． (2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场分时间段或分区域交替出现． 2．三种场的比较 名称 力的特点 功和能的特点 重力场 大小：G＝mg方向：竖直向下 重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能 静电场 大小：F＝qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同；负电荷受力方向与场强方向相反 电场力做功与路径无关W＝qU电场力做功改变电势能 磁场 洛伦兹力F＝qvB方向可用左手定则判断 洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能 热点题型一　带电粒子在组合场中的运动问题 题型特点：带电粒子在组合场中的运动是力电综合的重点和高考热点．这类问题的特点是电场、磁场或重力场依次出现，包含空间上先后出现和时间上先后出现，磁场或电场与无场区交替出现相组合的场等．其运动形式包含匀速直线运动、匀变速直线运动、类平抛运动、圆周运动等，涉及牛顿运动定律、功能关系等知识的应用． 带电粒子在组合场中运动的处理方法 不论带电粒子是先后在匀强电场和匀强磁场中运动，还是先后在匀强磁场和匀强电场中运动。解决方法如下： (1)分别研究带电粒子在不同场中的运动规律，在匀强磁场中做匀速圆周运动，在匀强电场中，若速度方向与电场方向在同一直线上，则做匀变速直线运动，若进入电场时的速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动。根据不同的运动规律分别求解。 2．学会按照时间先后或空间先后顺序对运动进行分析，分析运动速度的承前启后关联、空间位置的距离关系、运动时间的分配组合等信息将各个运动联系起来． 3、“带电粒子”在孤立的“电场”中运动 “电加速” “电偏转” 4、“带电粒子”在孤立的“磁场”中运动 “磁偏转” 5、“带电粒子”在“组合场”中运动分析 “场1”和“场2”分布于不同空间区域内 带电粒子依次通过各个场的所在区域 带电粒子在“孤立场”中运动的组合问题 “带电粒子”在“组合场”中运动类别 （1）基于“按空间分布”的“E-E”组合 （2）基于“按空间分布”的“B-B”组合 （3）基于“按空间分布”的“E-B”组合 （4）基于“随时间变化”的“E-E”组合 （5）基于“随时间变化”的“E-B”组合 （1）基于“按空间分布”的“E-E”组合 解答： “场的空间分布”分三个区域：加速电场区域、偏转电场区域、无场区域。 “结论” ———应选CD （2）基于“按空间分布”的“B-B”组合 （3）基于“按空间分布”的“E-B”组合 四、典型例题剖析 解答：电子先在P、Q两板间的匀强电场中经历“电偏转”而作“类平抛运动”，接着进入MN右侧的匀强磁场中经历“磁偏转”而作“匀速圆周运动”。设电子经历“电偏转”后速率增大为v而偏转角度为θ，则进入磁场后作圆周运动的半径为 由右图所示的几何关系可知：电子射入和射出磁场边界的两点间距离为 对照四个选项得：此例应选C。 ？ 一、质谱仪原理分析 1、质谱仪:是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具 2、工作原理将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一 电场加速再垂直进入同一匀强磁场，由于粒子质量不同，引起轨迹半径不同而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类 可见半径不同意味着比荷不同，意味着它们是不同的粒子 这就是质谱仪的工作原理 【典例3】质谱仪是测量带电粒子的质量和 分析同位素的重要工具。如图所示为质谱仪的原理示意图。现 利用这种质谱仪对氢元素进行测量。氢元素的各种同位素从容 器A下方的小孔S,无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后 垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素最后 打在照相底片D上,形成a、b、c三条“质谱线”。关于三种同 位素进入磁场 ... ...