带电粒子在复合场中的运动

　　教学目标：

　　掌握带电粒子在复合场中的运动问题，学会该类问题的一般分析方法

　　教学重点：带电粒子在复合场中的运动

　　教学难点：带电粒子在复合场中的运动

　　教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

　　教学过程：

　　一、带电粒子在混合场中的运动

　　1．速度选择器

　　正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。这个速度的大小可以由洛伦兹力和电场力的平衡得出：qvB=Eq， 。在本图中，速度方向必须向右。

　　（1）这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。

　　（2）若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线；若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。

　　【例1】 某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O以速度v0向右射去，从右端中心a下方的b点以速度v1射出；若增大磁感应强度B，该粒子将打到a点上方的c点，且有ac=ab，则该粒子带___电；第二次射出时的速度为¬_____。

　　解：B增大后向上偏，说明洛伦兹力向上，所以为带正电。由于洛伦兹力总不做功，所以两次都是只有电场力做功，第一次为正功，第二次为负功，但功的绝对值相同。 

　　【例2】 如图所示，一个带电粒子两次以同样的垂直于场线的初速度v0分别穿越匀强电场区和匀强磁场区， 场区的宽度均为L偏转角度均为α，求E∶B

　　解：分别利用带电粒子的偏角公式。在电场中偏转：

　　，在磁场中偏转： ，由以上两式可得 。可以证明：当偏转角相同时，侧移必然不同（电场中侧移较大）；当侧移相同时，偏转角必然不同（磁场中偏转角较大）。

　　2．回旋加速器

　　回旋加速器是高考考查的的重点内容之一，但很多同学往往对这类问题似是而非，认识不深，甚至束手无策、，因此在学习过程中，尤其是高三复习过程中应引起重视。

　　（1）有关物理学史知识和回旋加速器的基本结构和原理

　　1932年美国物理学家应用了带电粒子在磁场中运动的特点发明了回旋加速器，其原理如