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专题8 带电粒子在复合场中的运动

导学目标 1.能分析计算带电粒子在复合场中的运动.2.能够解决速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计等磁场在生活和科技方面的应用问题．

一、复合场 [基础导引]

近两年各省市高考题中的复合场情形图．

2011年新课标全国卷25题

2011年山东卷25题

2010年浙江卷24题

[知识梳理] 1．复合场

(1)叠加场：电场、______、重力场共存，或其中某两场共存． (2)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________出现． 2．三种场的比较 项目 力的特点 功和能的特点 名称 大小：G＝______ 重力做功与________无重力场 方向：________ 关 重力做功改变物体的________ 方向：a.正电荷受力方向与场强方向________ b.负电荷受力方向与场强方向______ 洛伦兹力F＝______ 方向可用________ 定则判断 电场力做功与______无关 W＝______ 电场力做功改变________ 静电场 磁场 洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的______ 思考：1.带电粒子在叠加场中什么时候静止或做直线运动？什么时候做匀速圆周运动？

2．复合场中带电粒子在重力、电场力(为恒力时)、洛伦兹力三个力作用下能做匀变速直线运动吗？

二、带电粒子在复合场中运动的应用实例 [知识梳理] 1．电视显像管

电视显像管是应用电子束____________(填“电偏转”或“磁偏转”)的原理来工作的，使电子束偏转的________(填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生的．显像管工作时，由________发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视技术中的________，使整个荧光屏都在发光． 2．速度选择器(如图1所示)(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B

互相________．这种装置能把具有一定________的粒子选择出

来，所以叫做速度选择器．

(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE＝

图1

qvB，即v＝________. 3．磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把

________直接转化为电能．

(2)根据左手定则，如图2中的B是发电机________．

图2

(3)磁流体发电机两极板间的距离为l，等离子体速度为v，

U

磁场的磁感应强度为B，则由qE＝ql＝qvB得两极板间能达到的最大电势差U＝_______.

4．电磁流量计工作原理：如图3所示，圆形导管直径为d，用

________________制成，导电液体在管中向左图3 流动，导电液体

中的自由电荷(正、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间出

现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定，即：qvB＝________＝________，所以v＝________，因此液体流量Q＝Sv＝πd2UπdU4·Bd＝4B.

5．霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当

____________与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向

图4 都垂直的方向上出现了__________，这种现象称为霍尔效

应，所产生的电势差称为霍尔电势差，其原理如图4所示． 思考：带电粒子在电场与磁场的复合场中运动时，当达到稳定状

态时，都存在怎样的

力学关系？

考点一 带电粒子在叠加场中的运动 考点解读

1．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类 (1)磁场力、重力并存

①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动． ②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，故机械能守恒，由此可求解问题． (2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)

①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．