电场与磁场：带电粒子运动分析

一、电场力的性质

库仑定律：F=kq₁q₂/r²

电场强度：E=F/q（定义式），E=kQ/r²（点电荷），E=U/d（匀强电场）

二、带电粒子在电场中的运动

1. 加速：qU=½mv²-½mv₀²
2. 偏转：类平抛运动，ax=qE/m，vy=at，x=v₀t，y=½at²

三、洛伦兹力

F=qvBsinθ（θ为v与B的夹角）

方向判断：左手定则（注意四指指向正电荷运动方向）

四、带电粒子在磁场中的运动

当v⊥B时，做匀速圆周运动：

• 半径：r=mv/(qB)
• 周期：T=2πm/(qB)
• 频率：f=qB/(2πm)

五、速度选择器与质谱仪

速度选择器：使E和B垂直，平衡条件qE=qvB，得v=E/B

质谱仪：通过速度选择后，不同荷质比的粒子偏转半径不同，实现分离