带电粒子在复合场中的运动（解析版）.pdf

带电粒子在复合场中的运动 1. 目录 题型一　带电粒子在组合场中的运动 类型 1 磁场与磁场的组合 类型 2 先磁场后电场 类型 3 先电加速后磁偏转 类型 4 先电偏转后磁偏转 题型二　带电粒子在叠加场中的运动 题型三　带电粒子在交变电、磁场中的运动 题型四 洛伦兹力与现代科技 类型 1　质谱仪的原理及应用 类型 2　回旋加速器的原理和应用 类型 3 电场与磁场叠加的应用实例分析 题型一　带电粒子在组合场中的运动 1. 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、磁场交替出现． 2. 分析思路 (1)划分过程：将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理． (2)找关键点：确定带电粒子在场区边界的速度 (包括大小和方向)是解决该类问题的关键． (3)画运动轨迹：根据受力分析和运动分析，大致画出粒子的运动轨迹图，有利于形象、直观地解决问题． 3. 常见粒子的运动及解题方法 类型 1磁场与磁场的组合 ·1· 磁场与磁场的组合问题实质就是两个有界磁场中的圆周运动问题，带电粒子在两个磁场中的速度大小相同， 但轨迹半径和运动周期往往不同．解题时要充分利用两段圆弧轨迹的衔接点与两圆心共线的特点，进一步 寻找边角关系． 1 (多选)如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方 向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，P(- 2L,0)、Q(0，- 2L)为坐标轴上的两点． 现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是 ( ) A.若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动时间可能为 πm 2eB πL B.若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动路程可能为 2 2πm C.若电子从P点出发经原点O到达 Q点，运动时间一定为 eB D.若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达 Q点，运动路程可能为πL或 2πL 【答案】　ABD 【解析】　电子在磁场中做圆周运动，从P点到Q点运动轨迹可能如图甲或图乙所示，电子在磁场中 2πm 的运动周期为T= eB 设电子在PO段完成n个圆弧，则电子从P点出发恰好经原点O点的时间为 90° nπm t=n T= ，n=1、2、3⋯⋯ 360° 2eB 所以若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动时间可能为 πm ，则A正确；电子在磁场中做圆 2eB 周运动的半径为r，由几何关系可得n 2r= 2L 电子从P点出发恰好经原点O，运动路程为s=nπr 2 πL 当n=1时s= 2 ·2· πL 所以若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动路程可能为 ，则B正确；电子从P点出发经