第八章第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力是恒力．電場(chǎng)力可能是恒力(勻強(qiáng)電場(chǎng))，也可能是變力(非勻強(qiáng)電場(chǎng))；若帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力一般為恒力，若做曲線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力一定是變力．1．有一個(gè)帶電量為＋q、重力為G的小球，從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下，兩極板間另有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖8－3－1所示，則帶電小球通過有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間時(shí)，下列說法正確的是()A．一定做曲線運(yùn)動(dòng)B．不可能做曲線運(yùn)動(dòng)C．有可能做勻加速運(yùn)動(dòng)D．有可能做勻速運(yùn)動(dòng)【解析】

帶電小球剛?cè)腚妶?chǎng)和磁場(chǎng)空間時(shí)，受到水平向左的電場(chǎng)力和水平向右的洛倫茲力，及豎直向下的重力，即使有qE＝qvB，因重力做正功，小球速度v增大，水平方向合力不再為零，小球一定做曲線運(yùn)動(dòng)，故A正確，B、C、D均錯(cuò)誤．【答案】A物體的內(nèi)能3．(雙選)1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖8－3－9所示，這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙．下列說法正確的是()A．離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B．離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C．離子從磁場(chǎng)中獲得能量D．離子從電場(chǎng)中獲得能量【解析】

離子應(yīng)從加速器的中心進(jìn)入加速器，磁場(chǎng)使離子偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)使離子加速，故選A、D.【答案】

AD(1)“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”分別是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)(運(yùn)動(dòng))電荷的電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用控制其運(yùn)動(dòng)方向和軌跡．(2)兩類運(yùn)動(dòng)的受力情況和處理方法差別很大，要首先進(jìn)行區(qū)別分析，再根據(jù)具體情況處理．【思路點(diǎn)撥】

解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)規(guī)律．(2)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．(3)圓周運(yùn)動(dòng)半徑與OC的大小關(guān)系．(5)畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，靈活選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．①當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)受力平衡列方程求解．②當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)用牛頓定律結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解．③當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解．④對(duì)于臨界問題，注意挖掘隱含條件．2．復(fù)合場(chǎng)中粒子重力是否考慮的三種情況(1)對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小，可以忽略；而對(duì)于一些實(shí)際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力．(2)在題目中有明確說明是否要考慮重力的，這種情況按題目要求處理比較正規(guī)，也比較簡(jiǎn)單．(3)不能直接判斷是否要考慮重力的，在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定是否要考慮重力．重力、電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，洛倫茲力方向始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直，永不做功，而洛倫茲力要隨帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而改變．(1)A沿墻壁下滑時(shí)，克服摩擦力做的功Wf是多少？(2)P點(diǎn)與M點(diǎn)的水平距離s是多少？1．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用實(shí)例有：速度選擇器、回旋加速器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、質(zhì)譜儀和霍爾元件，其中速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)和霍爾元件，在粒子運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，均滿足粒子所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡．2．對(duì)于霍爾效應(yīng)要注意不同類型的霍爾元件，其內(nèi)部移動(dòng)電荷的種類的不同，如金屬片中真正定向移動(dòng)的是自由電子．【聚焦題眼】“狹縫很小”、“初速度不計(jì)”、“重力不計(jì)”．A．西側(cè)極板電勢(shì)高，東側(cè)極板電勢(shì)低B．西側(cè)極板電勢(shì)低，東側(cè)極板電勢(shì)高C．海水的流速大小為0.125m/sD．海水的流速大小為0.2m/sA．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次B．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P