1.4.2 质谱仪与回旋加速器 课件 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第一章 安培力与洛伦兹力 1.4质谱仪与回旋加速器 （第2课时） 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、磁场分时间段或分区域交替出现。 一、带电粒子在组合场中的运动 例1.如图所示,第II象限中存在竖直向下的匀强电场，在x轴的下方Ｌ处存在一个处置纸面向外的单边界匀强磁场。今有一个电量为+q、质量为m的粒子（不计重力）从A点（-L，- ）处以速度v0水平射入电场，恰好从坐标原点O处飞出，运动一段时间之后进入匀强磁场，并在磁场中经过P点（0，-L）。求: （1）平行板间的电场强度的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）粒子从A点运动到P点的时间。 例2.如图所示，在x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场，在x轴下方有电场强度大小为E，方向与xOy平面平行且与x轴成 =45°角的匀强电场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以初速度v0从P点沿y轴正方向射出，已知P点坐标为（0，L）。经一段时间后，粒子恰好沿与电场相反方向进入电场。不计粒子重力，求： （1）磁感应强度B的大小； （2）粒子第三次到达x轴的位置到O点的距离； （3）粒子从P点开始到第三次通过x轴所经历的时间。 例3.如图所示，在水平线ab下方有一匀强电场，电场强度为E，方向竖直向下，ab的上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，磁场中有一内、外半径分别为R、 的半圆环形区域，外圆与ab的交点分别为M、N。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放，由M进入磁场，从N射出，不计粒子重力。 （1）求粒子从P到M所用的时间t； （2）若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出，同样能由M进入磁场，从N射出，粒子从M到N的过程中，始终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子在Q时速度v0的大小。 二、带电粒子在复合场（叠加场）中的运动 【例题1】如图，某空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好沿图中虚线ab运动。则该微粒(　 　) A．一定带负电 B．动能一定减少 C．电势能一定增加 D．机械能一定减少 E．电势能和动能之和一定增加 F．一定做匀速直线运动 1、三场中无约束的直线运动 【例题2】如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动。已知电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，则液滴带________（选填“正”或“负”）电，转动方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”），环绕速度大小为________。 2、三场中无约束的匀速圆周运动 3、重力场和电场中无约束的曲线运动 【例题3】如图所示，空间存在场强的匀强电场，方向水平向右。电荷量为q、质量为m的液滴由A点射入电场，方向与电场方向成60°角，速度大小为v0，重力加速度为g。求粒子落回到同一高度上的B点所用时间。 v $$