高考物理大二轮复习专题四电场和磁场第二讲带电粒子在复合场中

的运动教学案

第二讲 带电粒子在复合场中的运动

[备考点睛] 1.灵活选用力学规律 (1)当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，应根据平衡条件列方程求解. (2)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应[知识建构] 用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解. (3)当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时，应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解. 2.必须领会的“4种方法和2种物理思想” (1)对称法、合成法、分解法、临界法等； (注1)……(注3)：详见答案部分 (2)等效思想、分解思想. 3.易错点归纳 (1)注意带电体的重力是否忽略；(2)注意霍尔效应中导电的是电子还是载流子(空穴)；(3)注意明确带电粒子通过不同场区的交界处时速度的大小，上一个区域的末速度才是下一个区域的初速度. 1 / 45

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[答案] (1)速度选择器(如图)

带电粒子束射入正交的匀强电场和匀强磁场组成的区域中，满足平衡条件qE＝qvB的带电粒子可以沿直线通过速度选择器．

(2)电磁流量计

原理：如图所示，圆形导管直径为d，用非磁

性材料制成，导电液体在管中向左流动，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

UU势差就保持稳定，即qvB＝qE＝q，所以v＝，因此液体流量QddBπd2UπdU＝Sv＝·＝.

4Bd4B(3)磁流体发电机

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原理：如图所示，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，相距为l，等离子气体的电阻率为ρ，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：Eq＝Bqv，E＝Bv，

l电动势ε＝El＝Blv，电源内电阻r＝ρ，故R中的电流

SBlvSI＝＝＝.

R＋rlRS＋ρlR＋ρS

εBlv热点考向一 带电粒子在组合场中的运动

【典例】 (2018·全国卷Ⅰ)如图，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y<0的区域存在方向垂直

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于xOy平面向外的匀强磁场．一个氕核11H和一个氘核1H先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向．已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场.11H的质量为m，电荷量为q.不计重力．求

(1)11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离； (2)磁场的磁感应强度大小；

(3)21H第一次离开磁场的位置到原点O的距离． [思路引领]

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