第9課時帶電粒子在復合場中的運動
考點1. 帶電粒子在復合場中的運動
1．帶電粒子在電場、磁場和重力場等共存的復合場中的運動，其受力情況和運**景都比較複雜，但其本質是力學問題，應按力學的基本思路，運用力學的基本規律研究和解決此類問題。
2．分析帶電粒子在復合場中的受力時，要注意各力的特點。如帶電粒子無論運動與否，在重力場中所受重力及在勻強電場中所受的電場力均為恒力，它們的做功只與始末位置在重力場中的高度差或在電場中的電勢差有關，而與運動路徑無關。而帶電粒子在磁場中只有運動 (且速度不與磁場平行)時才會受到洛侖茲力, 力的大小隨速度大小而變, 方向始終與速度垂直,故洛侖茲力對運動電荷不做功.
3.帶電微粒在重力、電場力、磁場力共同作用下的運動（電場、磁場均為勻強場）
⑴帶電微粒在三個場共同作用下做勻速圓周運動:必然是電場力和重力平衡，而洛倫茲力充當向心力.
⑵帶電微粒在三個場共同作用下做直線運動:重力和電場力是恒力，它們的合力也是恒力。
當帶電微粒的速度平行於磁場時，不受洛倫茲力，因此可能做勻速運動也可能做勻變速運動；
當帶電微粒的速度垂直於磁場時，一定做勻速運動。
⑶與力學緊密結合的綜合題，要認真分析受力情況和運動情況（包括速度和加速度）。必要時加以討論
考點2.帶電粒子在復合場中的運動例項
運動的帶電粒子在磁場中的應用：速度選擇器、磁流體發電機、質譜儀、迴旋加速器、電磁流量計、霍爾元件等
1．速度選擇器
兩平行金屬板（平行金屬板足夠長）間有電場和磁場，乙個帶電的粒子（重力忽略不計）垂直於電、磁場的方向射入復合場，具有不同速度的帶電粒子受力不同，射入後發生偏轉的情況不同。如果能滿足所受到的洛侖茲力等於電場力，那這一粒子將沿直線飛出。這種裝置能把具有某一定速度（必須滿足v=e/b）的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。
而且：在裝置確定的情況下，速度選擇器所選則的粒子，與電性無關，只與帶電粒子的速度大小方向有關，是名副其實的速度選擇器。
2．磁流體發電機
磁流體發電機是一項新興技術，它可以把物體的內能直接轉化成電能，兩個平行金屬板之間有乙個很強的勻強磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量的正、負帶電粒子）噴入磁場，這些等離子體在洛侖茲力的作用下，回分別打在兩個金屬板上形成電源的正負極，就可以給外電路供電。若外電路接通，等離子體時刻向兩個金屬板聚集形成持續電源。
3．質譜儀
質譜儀最初是由湯姆生的學生阿斯頓設計的，讓帶電粒子飄進加速電場，後進入偏轉磁場最終打在照相底片上，假設粒子質量為m，電量為q，加速電場電壓為u，磁感應強度為b，可以得到打在照相底片的位置距離進入磁場，從這個結果可以看出如果粒子的電荷量相同而質量不同將打在照相底片的不同地方，他用質譜儀發現了氖20和氖22，證實了同位素的存在。現在的質譜儀已經是一種十分精密的儀器，是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具。
4．迴旋加速器：要認識原子核內部的情況，必須把核「開啟」進行「觀察」。然而，原子核被強大的核力約束，只有用極高能量的粒子作為「炮彈」去轟擊，才能把它「開啟」。
產生這些高能「炮彈」的「工廠」就是各種各樣的粒子加速器，人們首先想到用電場去加速帶電粒子，然而產生很高的加速電壓在技術是困難的。所以就想到了多次（多級）加速的方法：迴旋加速器，它用電場加速，磁場讓粒子「轉圈圈」。
這樣技術上的高壓可以通過多次加速實現，且可以減少加速器裝置所佔的空間。
5．電磁流量計：為監測某化工廠的汙水排放量等，技術人員在排汙管末端安裝了的流量計．該裝置由絕緣材料製成，長、寬、高分別為a、b、c,左右兩端開口．在垂直於上下底面方向加磁感應強度大小為b的勻強磁場,在前後兩個內側面分別固定有金屬板作為電極．汙水（含正負離子）充滿管口從左向右流經該裝置時，由於受到磁場的作用會打在上下兩個極板上，電壓表將顯示兩個電極間的電壓u．則可以推出汙水流量q與電壓表的示數u有一定的關係。
6．霍爾元件：2023年美國物理學家e.h.
霍爾觀察到，在勻強磁場中放置乙個矩形截面的載流導體，當磁場方向與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現了電勢差。這是因為薄片中的載流子就在洛侖茲力的作用下向著與電流和磁場都垂直的方向漂移，使得那兩個極板間出現電壓，這種電壓後來就叫做霍爾電壓。它與電流強度、磁感應強度、長方體形導體的厚度都有關係。
利用這種效應製成的元件可以製成多種感測器。例如，由於霍爾元件體積很小，它可以用來製作探測磁場的探頭，還可以應用在其他與磁場有關的自動控制系統中。
高中物理選修31知識點總結
第一章第1節電荷及其守恆定律 一 起電方法的實驗 1.物體有了吸引輕小物體的性質，就說物體帶了電或有了電荷。2 兩種電荷 自然界中的電荷有2種，即正電荷和負電荷 如 絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷 用乾燥的毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負電荷 同種電荷相斥，異種電荷相吸 相互吸引的一定是帶異...
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