高中物理专题四-基本概念-安培力复-习新人教版选修3.doc

高中物理专题四 基本概念 安培力考点点击：1掌握电流的磁场、安培定则；了解磁性材料，分子电流假说2掌握磁感应强度，磁感线，知道地磁场的特点3掌握磁场对通电直导线的作用，安培力，左手定则4了解磁电式电表的工作原理随记知识梳理：见新学案专题探究：1 磁感应强度及磁场的产生：（1）磁场的产生：磁极周围有磁场。电流周围有磁场（奥斯特）。变化的电场在周围空间产生磁场。安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。（但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。）（2）磁感应强度：（条件是匀强磁场中，或L很小，并且LB ）。磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/（Am）=1kg/（As2）【例1】根据磁感应强度的定义式B=，下列说法中正确的是（ ）A、在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B、一小段能通电直导线在空间某处受磁场力F=0，那么该处的B一定为零C、磁场中某处的B的方向跟电流在该处受磁场力F的方向相同D、一小段通电直导线放在B为零的位置，那么它受到磁场力F也一定为零2磁场对通电导体的作用：安培定则和左手定则的结合应用【例2】如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（ ）A、顺时针方向转动，同时下降 B、顺时针方向转动，同时上升C、逆时针方向转动，同时下降 D、逆时针方向转动，同时上升图A-11-50-7跟踪练习：如图A-11-50-7所示，在通电直导线L1右侧有一小段可自由运动的导线L2，若通入垂直纸面向里的电流，它将（）A从右向左看，顺时针转动并远离L1B从右向左看，逆时针转动并靠近L1随记图A-11-50-13C因为L与磁场平行，不受磁场作用D以上说法都不对对安培力计算式的理解：【例3】如图A-11-50-13所示，将一根长为的直导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I后，磁场对导线的作用力大小为（）A B C D5、如图所示，通电导线AB由a位置绕固定点A转到b位置，若电流强度不变，则通电导线受安培力将（ ）A、变大 B、变小 C、不变 D、不能确定竖直平面内定量计算问题【例4】安培秤如图所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N匝，它的下部悬在均匀磁场B内，下边一段长为L，它与B垂直。当线圈的导线中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，这时需要在一臂上加质量为m的砝码，才能使两臂再达到平衡。求磁感应强度B的大小。跟踪练习：16.如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab，导体棒置于水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直.磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右的恒定电流时，两弹簧各伸长了l1；若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸长了l2，求：（1）导体棒通电后受到的磁场力的大小?（2）若导体棒中无电流，则每根弹簧的伸长量为多少?随记与斜面结合受力平衡问题：【例5】 如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L ，质量为m，水平放在导轨上。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：B至少多大？这时B的方向如何？若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？图A-11-50-14跟踪练习：如图A-11-50-14所示，在倾角为的光滑斜面上，旋转一根长为L，质量为m，通过电流I的导线，若使导线静止，应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为（）A，方向垂直斜面向下B，方向垂直水平面向上C，方向竖直向下D，方向水平向右S N定性分析问题：【例6】 如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？自我测评：1.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性，根据安培的分子电流假说，其原因是A.分子电流消失 B.分子电流的取向变得大致相同C.分子电流的取向变得杂乱 D.分子电流的强度减弱2、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ）A、F、B、I的三者必定均相互垂直 B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I D、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B3、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（ ）A、受到竖直向上的安培力 B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向东的安培力4、质量为m的金属导体棒置于倾角为 的导轨上，棒与导轨间的摩擦系数为，当导体棒通电时，恰能在导轨上静止，如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度 B的方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（ ）5如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（ ）A、a点 B、b点 C、c点 D、d点6下列说法中正确的是A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱 B.磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极C.磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极7关于磁感应强度，下列说法中错误的是A.由B=可知，B与F成正比，与IL成反比B.由B=可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无磁场C.通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强D.磁感应强度的方向就是该处电流受8如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内部高为L，厚为d，左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C（正极）和D（负极）并经开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为；将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差。若当开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小。AabACDS 专题五 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动考点点击：1掌握洛仑兹力的概念；2熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题知识梳理：见新学案随记专题探究：1.洛伦兹力：IBF安F运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力（安培力）为F安 =BIL；其中I=nesv；设导线中共有N个自由电子N=nsL；每个电子受的磁场力为F，则F安=NF。由以上四式可得F=qvB。条件是v与B垂直。当v与B成角时，F=qvBsin图A-11-50-12【例1】如图A-11-50-12为一段长为L的通电导线，设每米导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们的定向移动速度为v，现加一匀强磁场，其方向垂直于直导线，磁感应强度为B，则磁场对这段导线的安培力F是（）A BC D2宏观带电体在磁场中的运动：洛仑兹力的作用是改变物体和轨道之间的正压力【例2】如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速下落，下列说法中正确的是（ ）A、由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关B、球滑到D时，速度大小v=C、球滑到D点时，对D的压力一定大于mgD、滑到D时，对D的压力随圆半径增大而减小跟踪练习：如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（ ）A、变大 B、变小 C、不变 D、条件不足，无法判断3微观粒子在匀强磁场中的运动：（）运动规律：若v/B，带电粒子以速度v做匀速直线运动。（此情况下洛伦兹力F=0）若，带电粒子在垂直磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。随记向心力由洛伦兹力提供 轨道半径公式周期 频率（2）解题方法：在研究带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动规律时，着重把握“一找圆心，二找半径，三找周期”的规律注意圆周运动中有关对称规律：如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出公式的基本应用：【例2】质子（H）和粒子（He）以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期的关系是（ ）A、RP：R=1：2，TP：T=1：2 B、RP：R=2：1，TP：T=2：1C、RP：R=1：2，TP：T=2：1 D、RP：R=1：4，TP：T=1：4跟踪练习：如图所示ab是一段弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向如图所示，有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同质量，不同速度，但都是二价正离子，下列说法中正确的是（ ）A、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B、只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管C、只有速度和质量的成积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管带电粒子在半无界磁场中的运动OBSvP【例3】一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率v垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示。磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于图1中纸面向里.（1）求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.（2）如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P，证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是。穿过矩形磁场区随记【例4】一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是 。跟踪练习：长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：A使粒子的速度v5BqL/4m；C使粒子的速度vBqL/m；D使粒子速度BqL/4mv5BqL/4m。穿过圆形磁场区：画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。偏角可由求出。经历时间由得出OMNLA【例5】圆心为O、半径为r的圆形区域中有一个磁感强度为B、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场，与区域边缘的最短距离为L的O处有一竖直放置的荧屏MN，今有一质量为m的电子以速率v从左侧沿OO方向垂直射入磁场，越出磁场后打在荧光屏上之P点，如图所示，求OP的长度和电子通过磁场所用的时间。随记跟踪练习：如图A-11-51-3甲中圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一电荷量为q、质量为m的正离子从a点沿圆形区域的直径射入，设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60，求此正离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场的位置。临界问题的讨论：图A-11-51-6【例4】 如图A-11-51-6所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场，入射方向与CD边界间夹角为。已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求电子的速率v0至少多大？跟踪练习：如图所示，比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场射入宽度为d、磁感受应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（ ）A、2Bed/m B、Bed/m C、Bed/(2m) D、Bed/m自我测评：1关于带电粒子所受洛伦兹力F，磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ）AF、B、v三者必定均相互垂直BF必垂直于B、v，但B不一定垂直于vCB必垂直于F、v，但F不一定垂直于BDv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2下列与磁场有关的物理概念中，错误的是（ ）A、磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小B、磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关C、磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量D、磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关，而与放入磁场中的受磁场力作用的电流无关3一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子经过的轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变），从图中可以确定粒子的运动方向和电性是（ ）A、粒子从a到b，带负电 B、粒子从b到a，带负电C、粒子从a到b，带正电 D、粒子从b到a，带负电4如图A-11-51-10所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔沿ab方向垂直射入容器内的匀强磁场中，结果一部分电子从小孔c射出，一部分电子从小孔d射出，则从c、d两孔射出的电子（ ）图A-11-51-10A速度之比B在容器中运动的时间之比C在容器中运动的加速度大小之比D在容器中运动的加速度大小之比5一电子以垂直于匀强磁场的速度vA，从A处进入长为d宽为h的磁场区域如图，发生偏移而从B处离开磁场，若电量为e，磁感应强度为B，弧AB的长为L，则（ ）A、电子在磁场中运动的时间为t=d/vA B、电子在磁场中运动的时间为t=L/vA C、洛仑兹力对电子做功是BevAh D、电子在A、B两处的速度相同6关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（ ）A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，动能一定保持不变7带电粒子以相同的速度分别垂直进入匀强电场和匀强磁场时，它将（ ）A、在匀强电场中做匀速圆周运动 B、在匀强磁场中做变加速曲线运动C、在匀强电场中做抛物线运动 D、在匀强磁场中做抛物线运动3、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（ ）A、小球受到的洛仑兹力 B、摆线的拉力C、小球的动能 D、小球的加速度8来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将（ ）A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地点向东偏转C相对于预定地点，向西偏转D相对于预定地点，向北偏转图A-11-51-149如图A-11-51-14为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图，如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，可能是下列哪些原因引起的（ ）A电子枪发射能力减弱，电子数减少B加速电场的电压过高，电子速率偏大C偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少D偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱10如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N和磨擦力f将（ ）A、N减小，f=0 B、N减小，f0 C、N增大，f=0 D、N增大，f011如图所示，带电粒子进入匀强磁场，垂直穿过均匀铝板，如果R1=20cm，R2=19cm，求带电粒子能穿过铝板多少次。（设铝板对粒子的阻力恒定，粒子的电量不变）17、如图所示，以MN为界的两匀强磁场，磁感应强度B1=2B2，方向垂直纸面向里，现有一质量为m、带电量为q的正粒子，从O点沿图示方向进入B1中。试画出此粒子的运动轨迹求经过多长时间粒子重新回到O点？ 【例3】竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在图所示的匀强磁场中，B=1.1T，管道半径R=0.8m，其直径POQ在竖直线上，在管口P处以2m/s的速度水平射入一个带电小球（可视为质点），其电量为10-4C（g取10m/s2）试求：小球滑到Q处的速度为多大？若小球从Q处滑出瞬间，管道对它的弹力正好为零，小球的质量为多少？专题六 带电粒子在复合场中的运动考点点击：1 掌握带电粒子在复合场中运动的几种常见情况；2 能综合应用力学、电学等知识求解有关问题.随记知识梳理：见新学案专题探究：复合场1.同时存在电场和磁场的区域，同时存在磁场和重力场的区域，同时存在电场、磁场和重力的区域，都叫做叠加场，也称为复合场。2.三种场力的特点重力的大小为mg，方向竖直向下。重力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的质量有关外，还与始、终位置的高度差有关。电场力的大小为qE，方向与电场强度E及带电粒子所带电荷的性质有关。电场力做功与路径无关，其数值除与带电粒子的电荷量有关外，还与始、终位置的电势差有关。洛伦兹力的大小跟速度与磁场方向的夹角有关，当带电粒子的速度与磁场方向平行时，F洛0；当带电粒子的速度与磁场方向垂直时，F洛qvB。洛伦兹力的方向垂直于速度v和磁感应强度B所决定的平面。无论带电粒子做什么运动，洛伦兹力都不做功。3.注意：电子、质子、粒子、离子等微观粒子在叠加场中运动时，一般都不计重力。但质量较大的质点（如带电尘粒）在叠加场中运动时，不能忽略重力。1、带电粒子在复合场中的运动：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。abcov0【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_。随记跟踪练习：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，求EB磁流体发电机如图 A-11-52-4是磁流体发电机，其原理是等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差，设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子体的电阻率为，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过A、B板间时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势，此时离子受力平衡：，电动势，电源内电阻，所以R中电流【例2】目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机.如图所示，表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压.如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为A. B.C.D.电磁流量计图A-11-52-5电磁流量计原理可解释为：如图A-11-52-5所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下横向偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定。随记由，流量【例3】电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如下图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别图中的a、b、c，流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线），图A-11-52-8中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端相连，表示测得的电流值，已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量是多少？霍耳效应图A-11-52-7【例4】如图A-11-52-7所示，厚度为h，宽度为d的铜板放在垂直于它的磁感应应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在铜板的上侧面A和下侧面A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流和B的关系式中的比例系数k为霍尔系数。设电流是电子的定向移动形成的，电子的平均定向速度为，电荷量为e，回答下列问题：达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_(填“高于”、“低于”或“等于”)下侧面A的电势。电子所受的洛伦兹力的大小为_。当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力大小为_。由静电力和洛伦兹力的平衡条件，证明霍尔系数，其中n为导体单位体积中电子的个数。3 带电粒子在电磁独立场中的运动：质谱仪图A-11-52-2质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。如图A-11-52-2所示，离子源S产生质量为m，电荷量为q的正离子（所受重力不计）。离子出来时速度很小（可忽略不计），经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期到达记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处的距离为L，则随记联立求解得.因此，只要知道q、B、L与U，就可计算出带电粒子的质量m。又因L2，不同质量的同位素从不同处可得到分离，故质谱仪又是分离同位素的重要仪器。【例5】 有一种质谱仪的结构如图A-11-52-6所示，带电粒子经过S1和S2之间的电场加速后，进入P1、P2之间的狭缝，P1，P2之间存在着互相正交的磁场B1和电场E，只有在这一区域内不改变运动方向的粒子才能顺利通过S0上的狭缝，进入磁感应强度为B2的匀强磁场区域后做匀速圆周运动，打在屏AA上，并发出亮光，记录下亮光所在的位置，量取狭缝到亮光的距离d，即可求出带电粒子的比荷，简述其原理回旋加速器图A-11-52-3回旋加速器的工作原理如图 A-11-52-3所示，设离子源中放出的是带正电的粒子，带正电的粒子以一定的初速度v0进入下方D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，运动半周后回到窄缝的边缘，这时在A1、A1间加一向上的电场，粒子将在电场作用下被加速，速率由v0变为v1,然后粒子在上方D形盒的匀强磁场中做圆周运动，经过半个周期后到达窄缝的边缘A2，这时在A2、A2间加一向下的电场，使粒子又一次得到加速，速率变为v2，这样使带电粒子每通过窄缝时被加速，又通过盒内磁场的作用使粒子回旋到窄缝，通过反复加速使粒子达到很高的能量。带电粒子在磁场中运动的半径为，所以粒子被加速后回旋半径一次比一次增大；而带电粒子在磁场中运动的周期，所以粒子在磁场中运动的周期始终保持不变，这样只要加在两个电极上的高频电源的周期与带电粒子在磁场中运动的周期相同，就可以保证粒子每经过电场边界AA和AA时正好赶上合适的电场方向而被加速。【例6】 回旋加速器D形盒中央为质子流，D形盒的交变电压为，静止质子经电场加速后，进入D形盒，其最大轨道半径R=1m，磁场的磁感应强度B=0.5T，问：质子最初进入D形盒的动能多大？质子经回旋加速器最后得的动能多大？交变电源的频率是多少？3带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动：随记E B（1）带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动。必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力。【例7】 一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_，旋转方向为_。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_。（2）与力学紧密结合的综合题，要认真分析受力情况和运动情况（包括速度和加速度）。必要时加以讨论。【例8】质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。图A-11-52-23跟踪练习：在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，有一倾角为，足够长的光滑绝缘斜面，磁感强度为B，方向垂直纸面向外；电场强度为E，方向竖直向上，一质量为m、带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零如图A-11-52-23所示若迅速使电场方向竖直向下时，小球能在斜面上连续滑行多远?所用时间是多少?自我测评：图A-11-52-157如图A-11-52-15所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转如果让这些不偏转离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可得出结论 ( ) A它们的动能一定各不相同B它们的电量一定各不相同C它们的质量一定各不相同D它们的电量与质量之比一定各不相同某电子以固定的正电荷为圆心在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的轨道平面，电子所受电场力恰好是磁场对它的作用力的倍，若电子电荷量为e，质量为m,磁感应强度为B，那么电子运动的可能角速度是A B C D16.如图A-11-52-24，PQ为一块长为L，水平放置的绝缘平板，整个空间存在着水平向左的匀强电场，板的右半部分还存在着垂直于纸面向里的有界匀强磁场，一质量为m，带电荷量为的物体，从板左端P由静止开始做匀加速运动，进入磁场后恰做匀速运动，碰到右端带控制开关K的挡板后被弹回，且电场立即被撤消，物体在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后又做匀减速运动，最后停在C点，已知物体与板间动摩擦因数为，求物体带何种电荷？物体与板碰撞前后的速度和图A-11-52-24电场强度E和磁感应强度B多大？14.如图A-11-51-18所示，正三角形ACD是一用绝缘材料制成的固定框架，边长为L，在框架外是范围足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，ACD可视为磁场的理想内边界。在框内有一对带电平行极板M、N，M板的中点H处有一粒子源，能够产生速度为零，质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子重力不计。带电粒子经两极板间的电场加速后从CD边中心的小孔S垂直CD边射入磁场，若这些粒子与框架的碰撞为弹性碰撞，且每一次碰撞时速度方向均垂直于被碰的边框。要使粒子在最短的时间内回到小孔S，求图A-11-51-18粒子做圆周运动的轨道半径，并画出粒子在磁场中的运动轨迹和绕行方向；两极板M、N间的电压；粒子回到小孔S的最短时间。