高二物理学案
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课题
九、带电粒子在复合场的运动
学习目标
重点
难点
学 习 过 程
知识整合
一、复合场
1、复合场是指电场、磁场和重力场并存（或其中两者并存）的区域。
2、三种场力的特点
（1）、重力的大小为mg，方向竖直向下。重力做功与路径 ，其数值与质量和 关。
（2）、电场力的大小为qE，方向与场强和带电粒子带电性质有关。电场力做功与路径 ，其数值与带电粒子电荷量和 有关。
（3）、洛仑兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当速度与磁场方向平行时，F=0；当速度与磁场方向垂直时，F=qvB。洛仑兹力的方向垂直于 所决定的平面。无论带电粒子做什么运动，洛仑兹力都 。
3、是否考虑研究对象的重力，要比较重力是否比电场力小得多，或由题设条件决定。通常情况：
微观粒子一般不计重力，如 ；
质量较大的带电微粒不能忽略重力，如 。
二、常见仪器
1、速度选择器
（1）、当 时，带电粒子不偏转，沿直线匀速运动的。
（2）、速度选择器只选择速度大小而不选择粒子种类，与粒子的 无
（3）、如图中若带电粒子从右端射入时，粒子将 。
2、质谱仪
质谱仪由速度选择器和偏转分离磁场组成，相同速率的不同粒子在右侧的偏转磁场中作匀速圆周运动，不同 的粒子轨道半径不同，可以用来测定粒子的质量和分析同位素。
3、回旋加速器
（1）、带电粒子在两D型盒中做匀速圆周运动的周期与 周期相等，周期与带电粒子的速度无关。
（2）、带电粒子每经过电场加速一次，回旋半径增大一次，由开始各次半径之比 。
（3）、回旋加速器的半径为R，磁感应强度为B，带电粒子（m、q已知）的最大速度是 。
4、电磁流量计
圆形导管直径d，垂直于匀强磁场B，导电液体向左流动，a、b间出现电势差U保持稳定，液体的流量 。
5、磁流体发电机
平行金属板面积为s，相距为d，等离子体电阻率为ρ，喷入气体速度为v，板间磁场磁感应强度为B，外部电阻为R，则板间产生电动势为 ，电阻R中的电流强度为 。
专项训练
1、场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场正交。如图1所示，质量为m的带电粒子在垂直于磁场方向的竖直平面内，做半径为R的匀速圆周运动，设重力加速度为g，则下列结论正确的是 （ ）
A．粒子带负电，且q＝mg／E
B．粒子顺时针方向转动
C．粒子速度大小v＝BgR／E
D．粒子的机械能守恒
2、如图2所示，套在足够长的固定绝缘直棒上的小球，质量为m，带电量为q，小球可沿棒滑动，动摩擦因数为μ。把此棒竖直地放在匀强电场和匀强磁场中，方向如图，电场强度为E，磁感应强度为B。求小球由静止释放后下落过程中的最大加速度和最大速度。
3、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ，足够长的光滑绝缘斜面，磁感强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上．有一质量为m,带电挝为十q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图3所示,若迅速把电场方向反转竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？
综合训练
1、如图5所示，匀强电场E竖直向下，匀强磁场B垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c，若将它们分别置入该区域中，油滴a保持静止，油滴b向左水平匀速运动，油滴c向右水平匀速运动，则比较三个油滴所受重力Ga、Gb、Gc的大小，最大的是________，最小的是________.
2、如图6所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下，从静止开始沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c为运动的最低点.则 （ ）
A．离子必带负电
B．a、b两点位于同一高度
C．离子在c点速度最大
D．离子到达b点后将沿原曲线返回
3、如图7所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场。现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，
在加速运动阶段
（ ）
A．甲物块与地之间的摩擦力不断增大
B．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
C．甲、乙两物块间的摩擦力大小不变。
D．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
4、如图8所示，一带电粒子从平行带电金属板左侧中点垂直于电场线以速度v0射入电场中，恰好能从下板边缘以速度v1飞出电场。若其它条件不变，在两板间加入垂直于纸面向里的匀强磁场，该带电粒子恰能从上板边缘以速度v2射出。不计重力，则 （ ）
A．2v0= v1+v2
B．v0=
C．v0=
D．v0
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