高考()物理總復(fù)習(xí)復(fù)合場(chǎng)中的物理模型專題練習(xí)(課件)講課講稿

1、高考高考(2017年年)物理總復(fù)習(xí)復(fù)合物理總復(fù)習(xí)復(fù)合場(chǎng)中的物理模型專題練習(xí)場(chǎng)中的物理模型專題練習(xí)(課件課件) 【解析解析】粒子通過速度選擇器時(shí)，所受電場(chǎng)粒子通過速度選擇器時(shí)，所受電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力方向相反、大小相等，粒子可勻速穿力和磁場(chǎng)力方向相反、大小相等，粒子可勻速穿過速度選擇器過速度選擇器. .由于質(zhì)子和氘核以相同速度進(jìn)入由于質(zhì)子和氘核以相同速度進(jìn)入磁場(chǎng)后，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，打在以不同的磁場(chǎng)后，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，打在以不同的條紋上，本質(zhì)上來講，也就是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)條紋上，本質(zhì)上來講，也就是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，該類問題的關(guān)鍵是連接點(diǎn)的速度中的運(yùn)動(dòng)，該類問題的關(guān)鍵是連接點(diǎn)的速度.

2、. (1) (1)能通過速度選擇器的離子所受電場(chǎng)力和能通過速度選擇器的離子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力相等且反向洛倫茲力相等且反向. . 即即eBv=eEeBv=eE v=E/B=2 v=E/B=25 5m/sm/s (2) (2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)BB后做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫后做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力茲力提供向心力. . eBv=mv eBv=mv2 2/R R=mv/Be/R R=mv/Be 設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為m m，則氘核質(zhì)量為，則氘核質(zhì)量為2m2m 質(zhì)子質(zhì)子d=5d=5m/em/e 氘核氘核d=1d=110106 6m/em/e 【例例2 2】圖圖11-6-211-6-2所示為磁流

3、體發(fā)電機(jī)的示意圖，將氣所示為磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，將氣體加熱到很高的溫度，使它成為等離子體體加熱到很高的溫度，使它成為等離子體( (含有大量正、含有大量正、負(fù)離子負(fù)離子) )，讓它以速度，讓它以速度v v通過磁感應(yīng)強(qiáng)度為通過磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，這里有間距為這里有間距為d d的電極的電極a a和和b.b.(1)(1)說明磁流體發(fā)電機(jī)的原理說明磁流體發(fā)電機(jī)的原理.(2).(2)哪個(gè)電極為正極哪個(gè)電極為正極. .(3)(3)計(jì)算電極間的電勢(shì)差計(jì)算電極間的電勢(shì)差.(4).(4)發(fā)電通道兩端的壓強(qiáng)差發(fā)電通道兩端的壓強(qiáng)差? ? 【解析解析】(1)(1)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)場(chǎng)后受到洛倫

4、帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)場(chǎng)后受到洛倫茲力的作用而向兩個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)極板上積茲力的作用而向兩個(gè)極板運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)極板上積累的電荷越來越多，從而在兩個(gè)極板間產(chǎn)生豎直累的電荷越來越多，從而在兩個(gè)極板間產(chǎn)生豎直方向的電場(chǎng)，且越來越強(qiáng)，最終后來的帶電粒子方向的電場(chǎng)，且越來越強(qiáng)，最終后來的帶電粒子受電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡后，沿直線勻速通過疊加受電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡后，沿直線勻速通過疊加場(chǎng)，而在兩個(gè)極板間產(chǎn)生了持續(xù)的電勢(shì)差場(chǎng)，而在兩個(gè)極板間產(chǎn)生了持續(xù)的電勢(shì)差. . (2)b (2)b板為電源正極板為電源正極. . (3) (3)根據(jù)平衡時(shí)有庫電場(chǎng)力根據(jù)平衡時(shí)有庫電場(chǎng)力= =洛倫茲力，即洛倫茲力，即Eq=BqvEq=Bq

5、v，E=U/d.E=U/d.因此得因此得U=Bvd(U=Bvd(即電動(dòng)勢(shì)即電動(dòng)勢(shì)).). (4) (4)設(shè)負(fù)載電阻為設(shè)負(fù)載電阻為R R，電源內(nèi)阻不計(jì)，通道，電源內(nèi)阻不計(jì)，通道橫截面為邊長(zhǎng)等于橫截面為邊長(zhǎng)等于d d的正方形，入口處壓強(qiáng)為的正方形，入口處壓強(qiáng)為p p1 1，出口處壓強(qiáng)為出口處壓強(qiáng)為p p2 2；當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)電機(jī)的電；當(dāng)開關(guān)閉合后，發(fā)電機(jī)的電功率為功率為P P電電=U=U2 2/R=(Bdv)/R=(Bdv)2 2/R./R. 根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律有根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律有 P P電電=F=F1 1v-Fv-F2 2v v，而，而F F1 1=p=p1 1S S，F(xiàn) F2 2=

6、p=p2 2S.S. 所以通道兩端壓強(qiáng)差所以通道兩端壓強(qiáng)差P=pP=p1 1-p-p2 2=B=B2 2v/R.v/R. 【例例3 3】N N個(gè)長(zhǎng)度逐個(gè)增大的金屬圓筒和一個(gè)靶，個(gè)長(zhǎng)度逐個(gè)增大的金屬圓筒和一個(gè)靶，它們沿軸線排列成一串，如圖它們沿軸線排列成一串，如圖11-6-311-6-3所示所示. .各筒和各筒和靶相間地連接到頻率為靶相間地連接到頻率為v v，最大電壓為，最大電壓為U U的正弦交流的正弦交流電源的兩端電源的兩端. . 整個(gè)裝置放在高真空容器中，圓筒的兩底面中整個(gè)裝置放在高真空容器中，圓筒的兩底面中心開有小孔，現(xiàn)有一電量為心開有小孔，現(xiàn)有一電量為q q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m的正離子

7、沿的正離子沿軸線射入圓筒，并裝圓筒及靶間的縫隙處受到電場(chǎng)軸線射入圓筒，并裝圓筒及靶間的縫隙處受到電場(chǎng)力的作用而加速力的作用而加速( (設(shè)筒內(nèi)部無電場(chǎng)設(shè)筒內(nèi)部無電場(chǎng)).).縫隙的寬度很縫隙的寬度很小，離子穿過縫隙的時(shí)間可不計(jì)，已知離子進(jìn)入第小，離子穿過縫隙的時(shí)間可不計(jì)，已知離子進(jìn)入第一個(gè)圓筒左端的速度為一個(gè)圓筒左端的速度為v v1 1，且此時(shí)第一、第二兩個(gè)，且此時(shí)第一、第二兩個(gè)圓筒間的電勢(shì)差為圓筒間的電勢(shì)差為U U1 1-U-U2 2=-U.=-U.為使打在靶上的離子為使打在靶上的離子獲得最大能量，各個(gè)圓筒的長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件獲得最大能量，各個(gè)圓筒的長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件? ?并求出這種情況下打到靶

8、上的離子的能量并求出這種情況下打到靶上的離子的能量? ?【解析解析】只有當(dāng)離子在各筒內(nèi)穿過的時(shí)間都為只有當(dāng)離子在各筒內(nèi)穿過的時(shí)間都為t=T/2=1/(2t=T/2=1/(2 ）時(shí)，離子才有可能每次通過圓筒間縫隙時(shí)，離子才有可能每次通過圓筒間縫隙都被加速都被加速. .這樣第一個(gè)圓筒的長(zhǎng)這樣第一個(gè)圓筒的長(zhǎng)L L1 1=v=v1 1t=vt=v1 1/(2 /(2 ） ，當(dāng)離子通過第一、二個(gè)圓筒間的，當(dāng)離子通過第一、二個(gè)圓筒間的縫隙時(shí)，兩筒間電壓為縫隙時(shí)，兩筒間電壓為U U，離子進(jìn)入第二個(gè)圓筒時(shí)的動(dòng)，離子進(jìn)入第二個(gè)圓筒時(shí)的動(dòng)能就增加了能就增加了qUqU，所以，所以E E2 2=mv=mv2 21 1

9、/2+qU,/2+qU,v v2 2= =（v v2 21 1+2qU/m+2qU/m）第二個(gè)圓筒的長(zhǎng)度第二個(gè)圓筒的長(zhǎng)度L L2 2=v=v2 2t=t=（v v2 21 1+2qU/m+2qU/m）22如此可知離子進(jìn)入第三個(gè)圓筒時(shí)的動(dòng)能如此可知離子進(jìn)入第三個(gè)圓筒時(shí)的動(dòng)能E E3 3=mv=mv2 22 2/12+qU=mv/12+qU=mv2 21 1/2+2qU/2+2qU，速度速度v v3 3= =（v v2 21 1+4qU/m.+4qU/m.）212121第三個(gè)圓筒長(zhǎng)度第三個(gè)圓筒長(zhǎng)度L L3 3= =（v v2 21 1+4qU/m+4qU/m） /2/2 離子進(jìn)入第離子進(jìn)入第N N個(gè)圓筒時(shí)的動(dòng)能個(gè)圓筒時(shí)的動(dòng)能E EN N=mv=mv2 21 1/2+(N-1)qU,/2+(N-1)qU,速度速度v vN N=v=v2 21 1+2(N-1)qU/m+2(N-1)qU/m，第第N N個(gè)圓筒的長(zhǎng)度個(gè)圓筒的長(zhǎng)度L LN N=v=v2 21 1+2(N-1)qU/m /2+2(N-1)qU/m /2 此時(shí)打到靶上離子的動(dòng)能此時(shí)打到靶上離子的動(dòng)能E Ek k=E=EN