带电粒子在复合场中的运动分析及例题.docx

带电粒子在复合场中的运动分 析及例题

专题带电粒子在复合场中的运动

I考点梳理】

—、复合场

复合场的分类

叠加场：电场、磁场、重力场共存，或其 中某两场共存.

组合场：电场与磁场各位于一定的区域 内，并不重叠或相邻或在同一区域，电场、 磁场交替出现.

2.三种场的比较

X

名称

力的特点

功和能的特点

重力 场

大小：

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：乩正电荷受力方 向与场强方向相同 h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=q皿 方向可用左手定则判

洛伦兹力不做功， 不改变带电粒子

断

的动能

二.带电粒子在复合场中的运动形式

1 *静止或匀速直线运动

当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，

将处于静止状态或做匀速直线运动.

2.匀速

2.

匀速

当带电粒子所受的重力与电场力大小相箋， 方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用 下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周

3,运动.

3,

较复杂的曲线运动

当带电粒子所受合外力的大小和方向均变 化，且与初速度方向不在同一直线上，粒子

做韭匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既

不是圆弧,也不是抛物线.

不是圆弧,

也不是抛物线.

4,分阶段运动

带电粒子可能依次通过几个情况不同的组 合场区域，其运动情况随区域发生变化，其 运动过程由几种不同的运动阶段组成.

【规律总结】

带电粒子在复合场中运动的应用实例

质谱仪

⑴构造：如图5所示，由粒子源、加速电场、 偏转磁场和照相底片等构成.

图5

图5

原理：粒子由静止被加速电场加速，根据 动能定理可得关系式qU=^mv2.

粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀 速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式

2

VL

qv B= m .