带电粒子加速器

加速器是用来加速带电粒子（如质子、电子、氘子、阿尔法粒子等）的装置。在电磁场的作用下，带电粒子被加速到很高的能量，使其与原子核或“基本”粒子相互作用，来研究原子核或“基本”粒子的     

浅谈带电粒子在电磁场中运动的多变量问题的处理策略——以带电粒子在“质谱仪”情景下的运动为例

本文通过对浙江省近几年来物理选考试卷中涉及带电粒子在电磁场中运动的试题分析，明确带电粒子在电磁场中运动的考查内容与方向，结合带电粒子在电磁场中的“多变量问题”的解析，总结带电粒子在电磁场中运动的“多变量问题”的解题策略.     

“电偏转”与“磁偏转”的比较

“电偏转”与“磁偏转”的比较南京市金陵中学朱建廉为了控制带电粒子的运动方向，常使带电粒子进入电场或磁场，在电场力或磁场力的作用下．使其运动方向发生偏转．这就是所谓的“电偏转”和“磁偏转”．电场与磁场相比较，由于其基本特性以及对运动电荷的作用特征等方面...     

均匀电磁场中带电粒子的运动学特性

通过对不同电磁场环境中的带电粒子受力情况研究带电粒子的运动规律.带电粒子只受电场或只受磁场作用时,其运动轨迹分别是抛物线或螺旋线.当带电粒子受电磁场作用时(带电粒子初速度、电场与磁场两两相互垂直或磁场垂直于初速度与电场构成的平面且初速度与电场成任意角度),得出带电粒子的运动方程.     

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题解析

“带电粒子在磁场中的运动”是历年高考中的一个重要考点,而“带电粒子在有界磁场中的运动”则是此考点中的一个难点.其难点在于带电粒子进入设定的有界磁场后只运动一段圆弧就飞出磁场边界,其轨迹不是完整的圆,它要求考生根据带电粒子运动的几何图形去寻找几何关系,然后应用数学工具和相应物     

带电粒子大回旋

通过特别设置磁场或电、磁混合场,可使带电粒子在场中的运动轨迹是圆弧、直线的连续组合,且带电粒子能重复组合轨迹做周期性运动,称之为“大回旋”运动．     

用“平衡法”巧解复合场难题

带电粒子在复合场中的运动是比较复杂的。学习电场和磁场后,关于带电粒子在复合场中的运动的问题相当多,且有一定难度。笔者在教学中采用“平衡法”巧解这类难题,取得了良好效果。所谓“平衡法”,就是“复合场”问题中,平衡重力或电场力,把带电粒子的运动分解为平衡力作用下的匀速直线运动和洛仑兹力作用下的匀速圆周运动,从而使问题简化。下面举例说明:     

带电粒子在复合场中的“花样运动”赏析

带电粒子（或带电体）在复合场中受电场力、磁场力或同时受到电场力、磁场力和重力时,由于运动的初始条件不同,其运动轨迹千变万化,奇妙无穷,细细品味发现,这些带电粒子（或带电体）划过的轨迹就像滑冰运动员演绎的“花样”舞姿．带电粒子（或带电体）在复合场中的运动问题的分析方法,与力学中物体运动的分析方法完全相同,经常用到的知识如平衡条件、牛顿第二定律、动能定理、平抛运动以及圆周运动等等,通常带电粒子在复合场中有如下几种运动：     

环形或有孔磁场中运动电荷的“几何分析”

带电粒子在磁场中的运动是高中物理的一个难点,也是高考的热点,在历年的高考试题中几乎年年都有这方面的考题.带电粒子在有界磁场中的运动问题,综合性较强,解这类问题既要用到物理中的洛伦兹力、圆周运动的知识,又要用到数学中的平面几何中的“圆”及解析几何知识．环形或有孔磁场中运动电荷的问题和圆形有界磁场中带电粒子的运动问题在一定程度上具有“形异质同”的相关性,圆形有界磁场中带电粒子运动问题的解题思路可以采用“拿来主义”而参考借鉴．     

电场“三线”问题求解策略

带电粒子在电场中“三线”指的是运动的轨迹线、电场线和等势线.带电粒子在电场中运动问题是电学部分的重点内容,同时也是难点内容,是历年高考必考内容.这部分问题综合性比较强,涉及到带电粒子的电性问题、受力问题、运动问题、做功问题及能量变化问题等.下面对解决这部分问题的方法做如下总结.1求解策略1)带电粒子的受力特点①重力:a.有些粒子(如电子、质子、α粒子、正负离子等),在电场中运动时均不考虑重力;b.宏观带电体,如液滴、小球、尘埃、颗粒等一般要考虑重力;c.未明确说明“带电粒子”的重力是否考虑时,可用2种方法进行判断:一是比…     

“电偏转＂与“磁偏转＂的差异面面观

为了控制带电粒子的运动方向,常使带电粒子射人电场或磁场,在电场力或磁场力的作用下,使其运动方向发生偏转,这就是所谓的“电偏转”和“磁偏转”．就电场和磁场而言,由于其基本特性以及对运动电荷的作用特征等方面存在着较大的差异,从而使得所谓的“电偏转”和“磁偏转”这两种基本偏转方式也相应地存在着诸多方面的差异．而通过对这些差异...     

这样描述带电粒子运动的轨迹对吗

高中物理在讲授“粒子速度选择器”时,对不同速度带电粒子的运动轨迹,习惯地画成如图一所示.这是否正确呢?确是一个值得探讨的问题. 实际上,带电粒子在正交匀强电场和匀强磁场里的运动规律与其在正交重力场和匀强磁场里的运动规律是类同的,因此,笔者拟在拙作“带电粒子同时在重力场和磁场里运动初探”(载《天津教育》1985年第3期)的基础上(以下简称“初探”),对图一所示的问题进一步探讨如下.     

带电粒子在圆形磁场区域过定点问题归类研究

带电粒子在圆形磁场区域过定点问题是近几年出现的物理情景新颖、构思独特的试题 .根据磁场的边界情况可分为两种类型 :一是圆形磁场区域边界为绝缘刚性圆筒 ,带电粒子与圆筒做弹性碰撞 ,周期性的在匀强磁场里做轨迹相同的匀速圆周运动而通过边界上某一特定点 ;二是与圆形磁场区域边界相邻的为“辐向”匀强电场 ,利用匀强电场的减速、反向加速而周期性进入匀强磁场 ,从而在匀强磁场里做轨迹相同的匀速圆周运动而通过某一定点 .同时 ,题目中往往设定带电粒子的碰撞次数或运动时间 ,使这类试题“异彩纷呈”,为学生留下了足够的创造性思维空间 …     

电磁感应中几个能量转化问题

在电磁感应现象中 ,往往涉及能量的转化或转移问题 ,现就以下几种容易产生误解的情形加以讨论 .情形一　一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动 ,(忽略其重力 )如图 1所示 .当磁场突然从 B1增强到 B2 时 ,粒子的动能将　　　 (填“增大”“不变”或“减小”) .分析　很多学生认为带电粒子在运动时只受洛伦兹力作用 ,而洛伦兹力不做功 ,故其动能应保持不变 .事实上 ,如果磁场保持不变的话 ,确实没有外力对其做功 ,但是 ,当磁场发生变化时 ,就会产生感应电场 ,这个电场实际上对带电粒子做了功 .图 1　　　　　…     

回旋加速器“三点”点击

1932年美国物理学家劳伦斯发明的回旋加速器,是磁场和电场对运动电荷的作用规律在科学技术中的应用典例,也是每年高考中的热点问题,考查内容或电场对带电粒子的加速,或磁场对带电粒子的回旋,或两者结合考查学生的综合能力．下面对本节的“三点”问题作一小结,以期使知识系统化．     

“夹中有轨”巧解带电粒子轨迹问题

“夹中有轨”,谐音“家中有鬼”,学生很容易记住,而且“终身难忘”,指带电粒子的轨迹（非直线）一定在力和速度的夹角内,从而判断速度方向或受力方向,进而判断电场方向、电势高低、电场力做功正负、动能增减、电势能增减等问题.     

“带电粒子在匀强电场中的运动”教学案例

“如何让学生真正成为学习的主人”,现结合《带电粒子在匀强电场中的运动》一节的教学,将新理念融入到实际教学活动中,使学生成为学习的主人。一、让学生积极参与教学准备活动带电粒子在电场力作用下会产生加速度,从而改变原来的速度。这一部分知识既是高考的热点也是难点,在现代科学实验和技术改造中,常常利用电场来控制或改变带电粒子的运动。为了探究带电粒子在匀强电场中的运动,我先提出以下问题让学生思考:1.牛顿第二定律的内容是什么?2.什么叫动量定理?什么叫动能定理?3.什么叫平抛物体运动?与平抛运动相关知识有哪些?4.怎样计算电场…     

从04年高考看带电粒子的运动(高三)

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动是我们非常熟悉的内容,它和几何结合紧密,形式灵活多变,具有丰富的科学美感.今年高考试卷类型繁多,为带电粒子提供了一个大“运动场”。     

构造速度法巧解一类竞赛题

有一类竞赛题:带电粒子在匀强磁场、匀强电场和重力场中运动,所受的洛伦兹力大小和方向随时间而变化,运动过程复杂,常规解法难于求解此类问题.因该类问题中带电粒子所受的重力或电场力是恒力,故可以采用构造速度的方法来巧妙地解答该类问题.构造速度法就是根据带电粒子所受重力或电场力的情况,在某一方向或某几个方向构造一对或几对大小相等、方向相反的速度,让带电粒子因以其中一个速度或几个速度运动时而所受的洛仑兹力与所受的重力或电场力相平衡,这样就可以将带电粒子的复杂运动看成是一个或几个匀速直线运动与以其余分速度的合速度作匀速圆周运动的合运动.构造速度法解题思路清晰,解题步骤简便,且便于学生理解和掌握,下面举例说明.     

用“几何分析法”解带电粒子在有界磁场中的运动

在有界磁场中，带电粒子在磁场中运动可能不是一个完整的圆，而仅仅是一段圆弧．这时对带电粒子运动的“几何分析”则往往成为解题的关键．有界磁场中带电粒子运动的“几何分析”包括以下三个方面：