2020版新一线高考物理(人教版)一轮复习课后限时集训26带电粒子在复合场中的运动含解析.pdf

【知识点详解】 1. **速度选择器原理**：速度选择器是通过同时施加垂直的电场和磁场来让特定速度的带电粒子通过的装置。在这个过程中，电场力和洛伦兹力互相抵消，粒子以恒定速度沿直线运动。粒子速度的选择条件是qvB = Eq，其中q是粒子的电荷，v是粒子速度，B是磁场强度，E是电场强度。 2. **粒子在磁场中的轨迹**：带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力使其做圆周运动，其半径R可以通过公式R = mv/qB计算，其中m是粒子质量，v是粒子速度，q是粒子电荷，B是磁场强度。不同的粒子种类（如质子、氘核、氦核）由于质量和电荷的不同，会在磁场中形成不同半径的圆周轨迹。 3. **粒子在复合场中的运动**：在电场和磁场共存的复合场中，带电粒子的运动路径会受到这两个力的共同影响。粒子可能沿直线运动，也可能做曲线运动，具体取决于粒子的电荷、速度、质量以及场的性质和方向。 4. **电势差与洛伦兹力的平衡**：在题目中提到的"磁强计"原理中，自由电子在电场和磁场的共同作用下达到动态平衡。电场力eU/a和洛伦兹力Bev平衡时，可以计算出磁感应强度B = nebUI，这里U是电势差，n是单位体积的自由电子数，e是电子电荷，a和b是导体的尺寸，I是电流。 5. **粒子运动方向的判断**：使用左手定则可以确定带电粒子在磁场中的受力方向，从而推断粒子的运动轨迹。例如，如果粒子带正电且沿直线AB运动，粒子将受到向左的电场力和向右的洛伦兹力，当这两个力平衡时，粒子可以沿直线AB运动。 6. **粒子的偏转和分离**：在磁场中，粒子的偏转半径与其比荷（q/m）成反比。因此，不同比荷的粒子在同一磁场中会有不同的偏转轨迹，从而可以用来分离粒子。题目中的粒子束在进入第二个磁场后分裂为A、B两束，就是基于这个原理。 7. **粒子的运动时间**：粒子在磁场中做圆周运动的时间t = T/2 = πmv/qB，这个时间取决于粒子的质量m、速度v和电荷q，以及磁场B。不同粒子的这些参数不同，因此在磁场中运动的时间也会不同。 总结来说，这部分内容主要涉及了带电粒子在复合场中的运动规律，包括速度选择器的工作原理、粒子在磁场中的轨迹、粒子在电场和磁场中的动态平衡、以及粒子运动方向的判断。这些都是高中物理中关于电磁学的重要知识点，对于理解带电粒子在复杂电磁环境下的行为至关重要。