目錄
題型一 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1
類型1 磁場(chǎng)與磁場(chǎng)的組合 2
類型2 先磁場(chǎng)后電場(chǎng) 6
類型3 先電加速后磁偏轉(zhuǎn) 12
類型4 先電偏轉(zhuǎn)后磁偏轉(zhuǎn) 16
題型二 帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 21
題型三 帶電粒子在交變電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 32
題型四 洛倫茲力與現(xiàn)代科技 36
類型1 質(zhì)譜儀的原理及應(yīng)用 36
類型2 回旋加速器的原理和應(yīng)用 39
類型3 電場(chǎng)與磁場(chǎng)疊加的應(yīng)用實(shí)例分析 42

題型一 帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.組合場(chǎng):電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi),并不重疊,或在同一區(qū)域,電場(chǎng)、磁場(chǎng)交替出現(xiàn).
2.分析思路
(1)劃分過程:將粒子運(yùn)動(dòng)的過程劃分為幾個(gè)不同的階段,對(duì)不同的階段選取不同的規(guī)律處理.
(2)找關(guān)鍵點(diǎn):確定帶電粒子在場(chǎng)區(qū)邊界的速度(包括大小和方向)是解決該類問題的關(guān)鍵.
(3)畫運(yùn)動(dòng)軌跡:根據(jù)受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,大致畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖,有利于形象、直觀地解決問題.
3.常見粒子的運(yùn)動(dòng)及解題方法


類型1 磁場(chǎng)與磁場(chǎng)的組合
磁場(chǎng)與磁場(chǎng)的組合問題實(shí)質(zhì)就是兩個(gè)有界磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)問題,帶電粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)中的速度大小相同,但軌跡半徑和運(yùn)動(dòng)周期往往不同.解題時(shí)要充分利用兩段圓弧軌跡的銜接點(diǎn)與兩圓心共線的特點(diǎn),進(jìn)一步尋找邊角關(guān)系.
【例1】(多選)如圖所示,在xOy平面內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),第一、二、四象限內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,第三象限內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,P(-L,0)、Q(0,-L)為坐標(biāo)軸上的兩點(diǎn).現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從P點(diǎn)沿PQ方向射出,不計(jì)電子的重力,則下列說法中正確的是(  )

A.若電子從P點(diǎn)出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點(diǎn)O,運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能為
B.若電子從P點(diǎn)出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點(diǎn)O,運(yùn)動(dòng)路程可能為
C.若電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)原點(diǎn)O到達(dá)Q點(diǎn),運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定為
D.若電子從P點(diǎn)出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點(diǎn)O到達(dá)Q點(diǎn),運(yùn)動(dòng)路程可能為πL或2πL
【答案】 ABD
【解析】 電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),從P點(diǎn)到Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡可能如圖甲或圖乙所示,電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為T=

設(shè)電子在PO段完成n個(gè)圓弧,則電子從P點(diǎn)出發(fā)恰好經(jīng)原點(diǎn)O點(diǎn)的時(shí)間為
t=nT=,n=1、2、3……
所以若電子從P點(diǎn)出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點(diǎn)O,運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能為,則A正確;電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,由幾何關(guān)系可得nr=L
電子從P點(diǎn)出發(fā)恰好經(jīng)原點(diǎn)O,運(yùn)動(dòng)路程為s=n
當(dāng)n=1時(shí)s=
所以若電子從P點(diǎn)出發(fā)恰好第一次經(jīng)原點(diǎn)O,運(yùn)動(dòng)路程可能為,則B正確;電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)原點(diǎn)O到達(dá)Q點(diǎn),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=nT=,n=1、2、3…,所以若電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)原點(diǎn)O到達(dá)Q點(diǎn),運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能為,則C錯(cuò)誤;若電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)原點(diǎn)O到Q點(diǎn),運(yùn)動(dòng)軌跡可能如圖甲、乙所示,若電子在PO段完成n個(gè)圓弧,那么關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)路程,n為奇數(shù)時(shí)為2πL,n為偶數(shù)時(shí)為πL,故D正確.
【例2】.如圖所示,空間均勻分布的磁場(chǎng),其方向都垂直于紙面向外,y軸是兩磁場(chǎng)的分界面.在x>0區(qū)域內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1=2 T,在x

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