專題：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動課件 新人教版選修3-1

1、一、復(fù)合場一、復(fù)合場1定義：復(fù)合場是指定義：復(fù)合場是指 、 、 并存，或并存，或其中某兩場并存其中某兩場并存電場電場 磁場磁場 重力場重力場 2三種場的比較三種場的比較力的特點(diǎn)力的特點(diǎn)功和能的特點(diǎn)功和能的特點(diǎn)重力重力場場大小：大?。篏 .方向：方向： .重力做功與路徑重力做功與路徑 重力做重力做功改變物體的功改變物體的 .靜電靜電場場大?。捍笮。篎 .方向：方向：a.正電荷受力方正電荷受力方向與場強(qiáng)方向向與場強(qiáng)方向 .b負(fù)電荷受力方向與負(fù)電荷受力方向與場強(qiáng)方向場強(qiáng)方向 .電場力做功與路徑電場力做功與路徑 .W .電場力做功改變電場力做功改變 .磁磁場場洛倫茲力洛倫茲力F .方向符合方向符合 定

2、則定則洛倫茲力不做功，不改變帶洛倫茲力不做功，不改變帶電粒子的電粒子的 .豎直向下豎直向下 mg 無關(guān)無關(guān) 重力勢能重力勢能 qE 相同相同 無關(guān)無關(guān)qU 電勢能電勢能 動能動能 相反相反 qvB 左手左手 二、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動分類二、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動分類1靜止或勻速直線運(yùn)動：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合靜止或勻速直線運(yùn)動：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受合外力為零時(shí)，將處于外力為零時(shí)，將處于 狀態(tài)或做狀態(tài)或做 2勻速圓周運(yùn)動：當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力大勻速圓周運(yùn)動：當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場力大小小 ，方向，方向 時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，

3、在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做 運(yùn)動運(yùn)動3當(dāng)帶電體所受合力大小與方向均變化時(shí)，將做非勻變當(dāng)帶電體所受合力大小與方向均變化時(shí)，將做非勻變速曲線運(yùn)動，這類問題一般只能用速曲線運(yùn)動，這類問題一般只能用 關(guān)系來處理關(guān)系來處理靜止靜止 勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動 相等相等 相反相反 勻速圓周勻速圓周 能量能量 思考思考帶電粒子若在重力、電場力帶電粒子若在重力、電場力(為恒力時(shí)為恒力時(shí))及洛倫茲力及洛倫茲力共同作用下做直線運(yùn)動時(shí)，是否一定為勻速直線運(yùn)動？共同作用下做直線運(yùn)動時(shí)，是否一定為勻速直線運(yùn)動？提示提示 一定為勻速直線運(yùn)動，三個(gè)合力為零不可能為一定為勻速直線運(yùn)動，三個(gè)合力為零不可能為

4、變速直線運(yùn)動變速直線運(yùn)動垂直垂直 速度速度 qvB 內(nèi)能內(nèi)能 正極正極 Blv 歐姆定律歐姆定律 非磁性材非磁性材 料料 4霍爾效應(yīng)：在勻強(qiáng)磁場中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)霍爾效應(yīng)：在勻強(qiáng)磁場中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)體，當(dāng) 與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場、電流與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了方向都垂直的方向上出現(xiàn)了 ，這種現(xiàn)象稱為霍爾效，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差，其原理如圖所示應(yīng)所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差，其原理如圖所示磁場方向磁場方向 電勢差電勢差 帶電粒子在電場和磁場的復(fù)合場中運(yùn)動時(shí)，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定帶電粒子在電場和磁場的復(fù)合場中運(yùn)動時(shí)

5、，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，都存在電場力和洛倫茲力平衡的關(guān)系，即狀態(tài)時(shí)，都存在電場力和洛倫茲力平衡的關(guān)系，即qEqvB.四、電場、磁場分區(qū)域組合的應(yīng)用實(shí)例四、電場、磁場分區(qū)域組合的應(yīng)用實(shí)例1質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場、磁場和照相構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場、磁場和照相底片等構(gòu)成底片等構(gòu)成2回旋加速器回旋加速器(1)構(gòu)造：如圖所示，構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓金屬盒，是半圓金屬盒，D形盒的縫形盒的縫隙處接高頻電源隙處接高頻電源D形盒處于勻強(qiáng)磁場中形盒處于勻強(qiáng)磁場中半徑半徑R 1.兩種場中帶電粒子偏轉(zhuǎn)的特征兩種場中帶電粒子偏轉(zhuǎn)的特征分類分類項(xiàng)目項(xiàng)目勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)電場

6、中偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)磁場中偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)磁場中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生條件條件帶電粒子以速度帶電粒子以速度v0垂直射入勻強(qiáng)電場垂直射入勻強(qiáng)電場帶電粒子以速度帶電粒子以速度v0垂直射入勻強(qiáng)磁場垂直射入勻強(qiáng)磁場2.帶電粒子在兩種場中偏轉(zhuǎn)時(shí)處理方法對比帶電粒子在兩種場中偏轉(zhuǎn)時(shí)處理方法對比一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、帶電量為、帶電量為q的帶負(fù)電粒子的帶負(fù)電粒子(不計(jì)重力不計(jì)重力)從左邊從左邊界界O點(diǎn)正上方的點(diǎn)正上方的M點(diǎn)以速度點(diǎn)以速度v0水平射入電場，經(jīng)水平分界線水平射入電場，經(jīng)水平分界線OP上的上的A點(diǎn)與點(diǎn)與OP成成60角射入角射入?yún)^(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界區(qū)域的磁場，并垂直豎直邊界CD進(jìn)入進(jìn)入?yún)^(qū)域的勻強(qiáng)電場中求：區(qū)域的勻強(qiáng)電

7、場中求：(1)粒子在粒子在區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的軌道半徑區(qū)域勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的軌道半徑(2)O，M間的距離間的距離(3)粒子從粒子從M點(diǎn)出發(fā)到第二次通過點(diǎn)出發(fā)到第二次通過CD邊界所經(jīng)歷的時(shí)間邊界所經(jīng)歷的時(shí)間本題為粒子在相鄰場的運(yùn)動，解此類問題時(shí)要注意粒子本題為粒子在相鄰場的運(yùn)動，解此類問題時(shí)要注意粒子在電場中與磁場中的運(yùn)動情況是不同的，粒子在電場中一般在電場中與磁場中的運(yùn)動情況是不同的，粒子在電場中一般做類平拋運(yùn)動，而在磁場中往往做勻速圓周運(yùn)動；解此類問做類平拋運(yùn)動，而在磁場中往往做勻速圓周運(yùn)動；解此類問題同時(shí)要注意電場與磁場臨界點(diǎn)的速度是相同的題同時(shí)要注意電場與磁場臨界點(diǎn)的速度是相同的在豎直平面

8、內(nèi)，以虛線為界分布著如右圖所示的勻強(qiáng)電在豎直平面內(nèi)，以虛線為界分布著如右圖所示的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，其中勻強(qiáng)電場的方向豎直向下，大小為場和勻強(qiáng)磁場，其中勻強(qiáng)電場的方向豎直向下，大小為E；勻；勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.虛線與水平線之間的夾角為虛線與水平線之間的夾角為45，一個(gè)帶負(fù)電荷的粒，一個(gè)帶負(fù)電荷的粒子在子在O點(diǎn)以速度點(diǎn)以速度v0水平射入勻強(qiáng)磁場，已知帶電粒子所帶的電水平射入勻強(qiáng)磁場，已知帶電粒子所帶的電荷量為荷量為q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m(重力忽略不計(jì)，電場、磁場區(qū)域足夠重力忽略不計(jì)，電場、磁場區(qū)域足夠大大)求：求：(1)帶電粒子

9、第帶電粒子第1次通過虛線時(shí)距次通過虛線時(shí)距O點(diǎn)的距離；點(diǎn)的距離；(2)帶電粒子從帶電粒子從O點(diǎn)開始到第點(diǎn)開始到第3次通過虛線時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)次通過虛線時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間；間；(3)帶電粒子第帶電粒子第4次通過虛線時(shí)距次通過虛線時(shí)距O點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離1.與解決力學(xué)問題方法類似，主要是利用力學(xué)三大觀點(diǎn)與解決力學(xué)問題方法類似，主要是利用力學(xué)三大觀點(diǎn)(動力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)、動量觀點(diǎn)動力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)、動量觀點(diǎn))分析解決問題分析解決問題(1)當(dāng)粒子當(dāng)粒子做勻速運(yùn)動時(shí)，一般要考慮力平衡條件的應(yīng)用；做勻速運(yùn)動時(shí)，一般要考慮力平衡條件的應(yīng)用；(2)當(dāng)粒子做當(dāng)粒子做勻變速直線運(yùn)動時(shí)，一般要考慮牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式

10、勻變速直線運(yùn)動時(shí)，一般要考慮牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式的應(yīng)用；的應(yīng)用；(3)當(dāng)粒子做勻變速曲線運(yùn)動時(shí)，一般要考慮運(yùn)動的當(dāng)粒子做勻變速曲線運(yùn)動時(shí)，一般要考慮運(yùn)動的合成與分解以及功能關(guān)系和能量守恒定律的應(yīng)用；合成與分解以及功能關(guān)系和能量守恒定律的應(yīng)用；(4)當(dāng)粒子當(dāng)粒子做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，一般要考慮向心力的來源，利用牛頓運(yùn)做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，一般要考慮向心力的來源，利用牛頓運(yùn)動定律或功能關(guān)系的應(yīng)用；動定律或功能關(guān)系的應(yīng)用；(5)當(dāng)粒子做變加速曲線運(yùn)動時(shí)，當(dāng)粒子做變加速曲線運(yùn)動時(shí)，一般要考慮功能關(guān)系和能量守恒定律的應(yīng)用一般要考慮功能關(guān)系和能量守恒定律的應(yīng)用2與力學(xué)問題的不同之處是多了電場力和洛倫茲力，因與

11、力學(xué)問題的不同之處是多了電場力和洛倫茲力，因此要注意電場和磁場對帶電粒子的作用特點(diǎn)，如電場力做功此要注意電場和磁場對帶電粒子的作用特點(diǎn)，如電場力做功與路徑無關(guān)，洛倫茲力方向始終和速度方向垂直，永不做與路徑無關(guān)，洛倫茲力方向始終和速度方向垂直，永不做功，洛倫茲力隨著帶電體運(yùn)動狀態(tài)的改變而發(fā)生變化，從而功，洛倫茲力隨著帶電體運(yùn)動狀態(tài)的改變而發(fā)生變化，從而又導(dǎo)致運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生新的變化，所以分析力時(shí)往往要結(jié)合運(yùn)又導(dǎo)致運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生新的變化，所以分析力時(shí)往往要結(jié)合運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行動狀態(tài)進(jìn)行3由于此類問題的復(fù)雜性，所以往往需要畫出粒子的運(yùn)由于此類問題的復(fù)雜性，所以往往需要畫出粒子的運(yùn)動軌跡，利用數(shù)理關(guān)系建立必要的

12、輔助方程等動軌跡，利用數(shù)理關(guān)系建立必要的輔助方程等調(diào)節(jié)電源電壓至調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動，進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下速直線運(yùn)動，進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的板的M點(diǎn)點(diǎn)(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；的值；(3)現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間位現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間位置為了使墨滴仍能到達(dá)下板置為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B，則，則B的大小為

13、多少？的大小為多少？思路啟迪思路啟迪(1)墨滴在電場區(qū)域做勻速直線運(yùn)動墨滴在電場區(qū)域做勻速直線運(yùn)動電場力電場力與重力平衡；與重力平衡；(2)進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后做勻速圓周運(yùn)動洛倫茲洛倫茲力提供向心力；力提供向心力；(3)規(guī)范作圖規(guī)范作圖半徑與半徑與d的關(guān)系的關(guān)系磁感應(yīng)強(qiáng)度大小磁感應(yīng)強(qiáng)度大小第第(2)、(3)問中因墨滴所受重力與電場力平衡，故墨滴的問中因墨滴所受重力與電場力平衡，故墨滴的運(yùn)動就相當(dāng)于微觀粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，其分析運(yùn)動就相當(dāng)于微觀粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，其分析處理方法與微觀粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動相處理方法與微觀

14、粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動相同，即分析按照同，即分析按照“畫軌跡、找半徑、定圓心畫軌跡、找半徑、定圓心”來處理來處理(2012安徽合肥高三第一次質(zhì)檢安徽合肥高三第一次質(zhì)檢)如下圖所示，四個(gè)豎直如下圖所示，四個(gè)豎直的分界面間的距離分別為的分界面間的距離分別為l、l和和d，在分界面，在分界面M1N1M3N3之間之間存在水平向里的勻強(qiáng)磁場，在分界面存在水平向里的勻強(qiáng)磁場，在分界面M2N2M4N4之間存在水之間存在水平向左的勻強(qiáng)電場，一傾角為平向左的勻強(qiáng)電場，一傾角為30的光滑斜面，其上、下端的光滑斜面，其上、下端P1和和P2正好在分界面上一質(zhì)量為正好在分界面上一質(zhì)量為m，帶電荷量為，帶電荷

15、量為q的小球在的小球在P1點(diǎn)由靜止開始沿斜面下滑點(diǎn)由靜止開始沿斜面下滑(電荷量不變電荷量不變)，重力加速度為，重力加速度為g.(1)求小球運(yùn)動到斜面底端求小球運(yùn)動到斜面底端P2時(shí)的速度時(shí)的速度v大??；大?。?2)已知小球離開斜面底端已知小球離開斜面底端P2后，做直線運(yùn)動到分界面后，做直線運(yùn)動到分界面M3N3上的上的P3點(diǎn)，求空間電場強(qiáng)度點(diǎn)，求空間電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；的大??；(3)已知已知d足夠大，小球離開足夠大，小球離開P3點(diǎn)后將從點(diǎn)后將從P4點(diǎn)再次經(jīng)過點(diǎn)再次經(jīng)過M3N3面，求面，求P3和和P4兩點(diǎn)間的距離兩點(diǎn)間的距離h.(對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P178)物理思想方法

16、物理思想方法數(shù)形思維法在電磁場中的應(yīng)用數(shù)形思維法在電磁場中的應(yīng)用帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動，關(guān)鍵是根據(jù)題中的帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動，關(guān)鍵是根據(jù)題中的“幾幾何約束何約束”，挖掘隱含的幾何關(guān)系，求出軌跡半徑要善于將，挖掘隱含的幾何關(guān)系，求出軌跡半徑要善于將物理問題劃歸為幾何問題，建立數(shù)形結(jié)合的思想，建立數(shù)形物理問題劃歸為幾何問題，建立數(shù)形結(jié)合的思想，建立數(shù)形思想可以從思想可以從“數(shù)、形、鏈數(shù)、形、鏈”三個(gè)方面進(jìn)行，所謂三個(gè)方面進(jìn)行，所謂“數(shù)數(shù)”即物即物理量，可以是具體數(shù)據(jù)，也可以是符號；理量，可以是具體數(shù)據(jù)，也可以是符號； 所謂所謂“形形”，就是將題設(shè)物理情境以圖形的形式呈現(xiàn)出，就是將題設(shè)物理

17、情境以圖形的形式呈現(xiàn)出來；所謂來；所謂“鏈鏈”，即情境鏈接和條件關(guān)聯(lián)，情境鏈接就是將，即情境鏈接和條件關(guān)聯(lián)，情境鏈接就是將物理情境分解成物理的過程，并將這些子過程由物理情境分解成物理的過程，并將這些子過程由“數(shù)、形數(shù)、形”有機(jī)地鏈接起來，條件關(guān)聯(lián)即有機(jī)地鏈接起來，條件關(guān)聯(lián)即“數(shù)數(shù)”間關(guān)聯(lián)或存在的臨界條間關(guān)聯(lián)或存在的臨界條件關(guān)聯(lián)等件關(guān)聯(lián)等“數(shù)、形、鏈數(shù)、形、鏈”三位一體，三維建模，一般分三三位一體，三維建模，一般分三步建立模型：步建立模型：1分析和分解物理過程，確定不同過程的初、末狀態(tài)，分析和分解物理過程，確定不同過程的初、末狀態(tài)，將狀態(tài)量與過程量對應(yīng)起來將狀態(tài)量與過程量對應(yīng)起來2畫出關(guān)聯(lián)整個(gè)物

18、理過程的思維導(dǎo)圖，對于物體的運(yùn)動畫出關(guān)聯(lián)整個(gè)物理過程的思維導(dǎo)圖，對于物體的運(yùn)動和相互作用過程，直接畫出運(yùn)動過程草圖和相互作用過程，直接畫出運(yùn)動過程草圖3在圖上標(biāo)出物理過程和對應(yīng)的物理量，建立情境鏈接在圖上標(biāo)出物理過程和對應(yīng)的物理量，建立情境鏈接和條件關(guān)聯(lián)，完成情景模型和條件關(guān)聯(lián)，完成情景模型思維啟迪思維啟迪(1)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動由牛頓第二粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動由牛頓第二定律和洛倫茲力公式定律和洛倫茲力公式半徑公式；半徑公式；(2)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的幾何圖形粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的幾何圖形半徑大小；半徑大小；(3)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，由牛頓第二定律粒子在電場中做類平拋運(yùn)

19、動，由牛頓第二定律加速加速度度電場方向的勻加速運(yùn)動的位移規(guī)律電場方向的勻加速運(yùn)動的位移規(guī)律沿直線沿直線ac方向的勻速方向的勻速運(yùn)動位移規(guī)律運(yùn)動位移規(guī)律用用B、R等表示等表示E.兩種場中的偏轉(zhuǎn)，電偏是恒力作用下的拋物線運(yùn)動，磁兩種場中的偏轉(zhuǎn)，電偏是恒力作用下的拋物線運(yùn)動，磁偏是變力作用下的圓周運(yùn)動因力的特點(diǎn)差異，研究處理的偏是變力作用下的圓周運(yùn)動因力的特點(diǎn)差異，研究處理的方法也不同，電偏采用運(yùn)動的分解思想研究；磁偏是帶電粒方法也不同，電偏采用運(yùn)動的分解思想研究；磁偏是帶電粒子垂直于磁場方向進(jìn)入磁場，做勻速圓周運(yùn)動，應(yīng)用向心力子垂直于磁場方向進(jìn)入磁場，做勻速圓周運(yùn)動，應(yīng)用向心力公式研究，其處理步驟

20、為公式研究，其處理步驟為“畫軌跡，找圓心，求半徑畫軌跡，找圓心，求半徑”(2012吉安期末吉安期末)如右圖所示的空間坐標(biāo)系中，如右圖所示的空間坐標(biāo)系中，y軸的左側(cè)軸的左側(cè)有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E，場強(qiáng)方向與，場強(qiáng)方向與y軸負(fù)方向成軸負(fù)方向成30，y軸的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度軸的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B(未畫出未畫出)現(xiàn)有一質(zhì)子在現(xiàn)有一質(zhì)子在x軸上坐標(biāo)為軸上坐標(biāo)為x010 cm處的處的A點(diǎn)，點(diǎn)，以一定的初速度以一定的初速度v0分兩次射入勻強(qiáng)磁場中分兩次射入勻強(qiáng)磁場中第一次沿第一次沿x軸正方向射入磁場，第二次沿軸正方向射入磁場，

21、第二次沿x軸負(fù)方向射入軸負(fù)方向射入磁場，回旋后都垂直于電場方向射入電場，最后又進(jìn)入磁磁場，回旋后都垂直于電場方向射入電場，最后又進(jìn)入磁場求：場求：(1)質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場中的軌跡半徑質(zhì)子在勻強(qiáng)磁場中的軌跡半徑R；(2)質(zhì)子兩次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間之比；質(zhì)子兩次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間之比；(3)若第一次射入磁場的質(zhì)子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，恰好從第二若第一次射入磁場的質(zhì)子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，恰好從第二次射入磁場的質(zhì)子進(jìn)入電場的位置再次進(jìn)入磁場，試求初速次射入磁場的質(zhì)子進(jìn)入電場的位置再次進(jìn)入磁場，試求初速度度v0和電場強(qiáng)度和電場強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間需要滿足的條件之間需要滿足的條件解析解析 (1)質(zhì)子兩次運(yùn)動

22、的軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可質(zhì)子兩次運(yùn)動的軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知知x0Rsin30，解得，解得R2x020 cm，(2)第一次射入磁場的質(zhì)子，軌跡對應(yīng)的圓心角為第一次射入磁場的質(zhì)子，軌跡對應(yīng)的圓心角為1210，第二次射入磁場的質(zhì)子，軌跡對應(yīng)的圓心角為第二次射入磁場的質(zhì)子，軌跡對應(yīng)的圓心角為230，故質(zhì)子兩次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間之比為故質(zhì)子兩次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間之比為t1t271.該裝置由非磁性絕緣材料制成，長、寬、高分別為該裝置由非磁性絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在

23、前后兩表面內(nèi)側(cè)固定有小銅板作為電極，當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)磁場，在前后兩表面內(nèi)側(cè)固定有小銅板作為電極，當(dāng)污水充滿管道從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電污水充滿管道從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓極間的電壓U.若用若用Q表示污水流量表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積積)，則下列說法中正確的是，則下列說法中正確的是()A若污水中正、負(fù)離子數(shù)相等，則前、后表面無電壓若污水中正、負(fù)離子數(shù)相等，則前、后表面無電壓B前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子的前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子的數(shù)目多少無關(guān)數(shù)目多少無關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大

24、污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)U與污水流量與污水流量Q成正比，與成正比，與a、b無關(guān)無關(guān)易錯(cuò)分析易錯(cuò)分析 不明確正、負(fù)離子受到洛倫茲力的原因，導(dǎo)不明確正、負(fù)離子受到洛倫茲力的原因，導(dǎo)致結(jié)果判斷錯(cuò)誤，認(rèn)為有電勢差就有電場，有電場時(shí)正、負(fù)致結(jié)果判斷錯(cuò)誤，認(rèn)為有電勢差就有電場，有電場時(shí)正、負(fù)離子總是反向運(yùn)動，因此受到的洛倫茲力同向，正、負(fù)離子離子總是反向運(yùn)動，因此受到的洛倫茲力同向，正、負(fù)離子向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)，前、后表面電勢差為零，因而錯(cuò)選向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)，前、后表面電勢差為零，因而錯(cuò)選A項(xiàng)；同樣項(xiàng)；同樣原因，認(rèn)為若正離子多，則后表面帶正電，電勢高，負(fù)離子原因，認(rèn)為若正離子多，

25、則后表面帶正電，電勢高，負(fù)離子多則電勢低，因此漏選多則電勢低，因此漏選B項(xiàng)項(xiàng)霍爾效應(yīng)與電磁流量計(jì)原理不同，產(chǎn)生的因果關(guān)系也不霍爾效應(yīng)與電磁流量計(jì)原理不同，產(chǎn)生的因果關(guān)系也不同，霍爾效應(yīng)是在正、負(fù)自由電荷同，霍爾效應(yīng)是在正、負(fù)自由電荷(如自由電子，正、負(fù)離如自由電子，正、負(fù)離子，空穴等子，空穴等)濃度不等的導(dǎo)體、半導(dǎo)體中產(chǎn)生，是通電時(shí)電場濃度不等的導(dǎo)體、半導(dǎo)體中產(chǎn)生，是通電時(shí)電場力使自由電荷做方向相反的定向移動，洛倫茲力使自由電荷力使自由電荷做方向相反的定向移動，洛倫茲力使自由電荷做同向偏轉(zhuǎn)運(yùn)動，若正、負(fù)自由電荷濃度相等，則由于同向做同向偏轉(zhuǎn)運(yùn)動，若正、負(fù)自由電荷濃度相等，則由于同向偏轉(zhuǎn)不會產(chǎn)生

26、電勢差；電磁流量計(jì)是液體流動帶動離子運(yùn)偏轉(zhuǎn)不會產(chǎn)生電勢差；電磁流量計(jì)是液體流動帶動離子運(yùn)動，正、負(fù)離子總是同向運(yùn)動、反向偏轉(zhuǎn)，因此無論正、負(fù)動，正、負(fù)離子總是同向運(yùn)動、反向偏轉(zhuǎn)，因此無論正、負(fù)離子濃度是否相等，都一定會產(chǎn)生電勢差離子濃度是否相等，都一定會產(chǎn)生電勢差霍爾效應(yīng)中電場推動正、負(fù)離子反向運(yùn)動是原因，正、霍爾效應(yīng)中電場推動正、負(fù)離子反向運(yùn)動是原因，正、負(fù)離子反向運(yùn)動時(shí)受到同向洛倫茲力負(fù)離子反向運(yùn)動時(shí)受到同向洛倫茲力(對導(dǎo)體整體為安培力對導(dǎo)體整體為安培力)而而向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)是結(jié)果；電磁流量計(jì)中正、負(fù)離子由液體帶動向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)是結(jié)果；電磁流量計(jì)中正、負(fù)離子由液體帶動同向運(yùn)動是原因，正、負(fù)離子因

27、受洛倫茲力而發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)同向運(yùn)動是原因，正、負(fù)離子因受洛倫茲力而發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)是結(jié)果是結(jié)果一塊長方形金屬導(dǎo)體的寬度為一塊長方形金屬導(dǎo)體的寬度為b、厚度為、厚度為h、長度為、長度為l.如圖如圖所示，在金屬導(dǎo)體上加與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場所示，在金屬導(dǎo)體上加與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場B，并通以電流，并通以電流I，此時(shí)測得導(dǎo)體上下表面的電勢差為，此時(shí)測得導(dǎo)體上下表面的電勢差為U，已知自由電子的電，已知自由電子的電荷量為荷量為e，用此方法可以測得金屬導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子，用此方法可以測得金屬導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)數(shù)n為為()ABI/eUh BBI/eUlCBI/eUbD無法確定無法確定答案答案 C在加速帶

28、電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連帶電粒子在磁場中運(yùn)動的動能別與高頻電源相連帶電粒子在磁場中運(yùn)動的動能Ek隨時(shí)間隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是間，則下列判斷正確的是()A在在Ekt圖中應(yīng)有圖中應(yīng)有t4t3t3t2t2t1B加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大C粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大D要想粒子獲得的最大動能增大，可增加要想粒子獲得的最大

29、動能增大，可增加D形盒的面積形盒的面積易錯(cuò)分析易錯(cuò)分析 不理解回旋加速器的原理不理解回旋加速器的原理錯(cuò)解一：誤認(rèn)為隨著粒子的速率越來越大，粒子回旋的錯(cuò)解一：誤認(rèn)為隨著粒子的速率越來越大，粒子回旋的周期越來越小，錯(cuò)選周期越來越小，錯(cuò)選A；錯(cuò)解二：誤認(rèn)為粒子獲得的最大動能與加速電壓有關(guān)，錯(cuò)解二：誤認(rèn)為粒子獲得的最大動能與加速電壓有關(guān)，錯(cuò)選錯(cuò)選B；錯(cuò)解三：誤認(rèn)為粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的動能越錯(cuò)解三：誤認(rèn)為粒子加速次數(shù)越多，粒子獲得的動能越大，錯(cuò)選大，錯(cuò)選C.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如右圖所回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如右圖所示它的核心部分是兩個(gè)示它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，

30、兩盒相距很近，分別和形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場，使帶高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速電粒子每次通過窄縫都得到加速 A加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能也較大能也較大B加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小能較小C加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能也較小能也較小D加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動加速氚核的交流

31、電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大能較大答案答案 B(對應(yīng)學(xué)生用書對應(yīng)學(xué)生用書P180)1.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和和E.平板平板S上有可讓粒子通過的上有可讓粒子通過的狹縫狹縫P和記錄粒子位置的膠片和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板平板S下方有強(qiáng)度為下方有強(qiáng)度為B0的勻的勻強(qiáng)磁場下列表述正確的是強(qiáng)磁場下列表述正確的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里C能通過狹縫能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于的帶電粒子的速率等于E/BD粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越，粒子的比荷越小小2.目前，世界上正在研究一種