帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(3)講稿

1、關(guān)于帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (3)第一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月電場(chǎng)力與洛侖茲力的比較1、電場(chǎng)力的與電荷的運(yùn)動(dòng)無關(guān) 洛侖茲力與電荷的運(yùn)動(dòng)有關(guān)2、電場(chǎng)力做功改變動(dòng)能的大小 洛侖茲力不做功，不會(huì)改變動(dòng)能的大小即在兩個(gè)力共同作用下，加速減速的原因肯定是電場(chǎng)力影響。第二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月電場(chǎng)力與洛侖茲力的比較1、(04全國理綜)空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，在P點(diǎn)以某一初速開始運(yùn)動(dòng)，初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖中P點(diǎn)箭頭所示。該粒子運(yùn)動(dòng)到圖中Q點(diǎn)時(shí)速度方向與P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直，如圖中Q點(diǎn)箭頭所示。已知P、Q

2、間的距離為l。若保持粒子在P點(diǎn)時(shí)的速度不變，而將勻強(qiáng)磁場(chǎng)換成勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與紙面平行且與粒子在P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直，在此電場(chǎng)作用下粒子也由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)。不計(jì)重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。（2）兩種情況中粒子由P運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之差。組合型第三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖1685所示，在x軸上方有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在x軸下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B正離子從M點(diǎn)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域，從N點(diǎn)以垂直于x軸的方向進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，然后到達(dá)y軸上P點(diǎn)，若OPON，則入射速度應(yīng)多大？若正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2

3、，則t1t2多大？組合型第四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例6如圖3-7-8所示，在xOy平面內(nèi)，有場(chǎng)強(qiáng)E=12N/C，方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、方向垂直xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)質(zhì)量m=410-5kg，電量q=2.510-5C帶正電的微粒，在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場(chǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的P點(diǎn)求：（1）P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離；（2）帶電微粒由原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間第五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 例4 如圖所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在X軸下方有沿y軸負(fù)方向

4、的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E一質(zhì)量為m，電量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿著y軸正方向射出射出之后，第三次到達(dá)X軸時(shí)，它與點(diǎn)O的距離為L求此粒子射出時(shí)的速度V和運(yùn)動(dòng)的總路程（重力不計(jì)）組合型第六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖22所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面的第一、二象限中分布著與y軸反向平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第三、四象限內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的正粒子(不計(jì)重力)，在A(0，2.5)點(diǎn)平行于x軸射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，初速v0=l00m/s，然后該粒子從點(diǎn)P (5，0)進(jìn)入磁場(chǎng)。已知該粒子的比荷，求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大??；(2)該粒子

5、再次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)。y/mx/mOAP圖22組合型第七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2007全國卷如圖所示，在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。在其他象限中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。A是y軸上的一點(diǎn)，它到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為h；C是x軸上的一點(diǎn)，到O的距離為l。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，繼而同過C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，并再次通過A點(diǎn)，此時(shí)速度與y軸正方向成銳角。不計(jì)重力作用。試求：（1）粒子經(jīng)過C點(diǎn)是速度的大小和方向；（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。第八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第

6、九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月.(全國I)25.（22分）如圖所示，在坐標(biāo)系xoy中，過原點(diǎn)的直線OC與x軸正向的夾角120,在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)：在第二、三象限內(nèi)有一心強(qiáng)磁場(chǎng)，其上邊界與電場(chǎng)邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直抵面向里。一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場(chǎng)左邊界上的A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域，并從O點(diǎn)射出，粒子射出磁場(chǎng)的速度方向與x軸的夾角30，大小為v，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧，且弧的半徑為磁場(chǎng)左右邊界間距的兩倍。粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，在電場(chǎng)力的作用下又由O點(diǎn)返回磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)過一段時(shí)間后再次離開磁場(chǎng)

7、。已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場(chǎng)所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。忽略重力的影響。求（1）粒子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離；（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向；（3）粒子從第二次離開磁場(chǎng)到再次進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間。第十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月(05廣東)如圖所示，在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1A3成30角的方向射入磁場(chǎng)，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入?yún)^(qū)，最后再從A4處射出磁

8、場(chǎng)。已知該粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t，求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。ê雎粤Ｗ又亓Γ1A3A4A23060第十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例5、如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E、方向水平向右，電場(chǎng)寬度為L；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，右側(cè)區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場(chǎng)的左邊緣的O點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，穿過中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后，又回到O點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過程。求：（1）中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d; （2）帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期.B1EO

9、B2Ld組合型第十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月O1O2O3B1EOB2Ld下面請(qǐng)你完成本題解答組合型第十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月由以上兩式，可得（2）在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間在中間磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間在右側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間則粒子的運(yùn)動(dòng)周期為帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律得：O1O2O3B1EOB2Ld解：（1）如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理得：粒子在兩磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)半徑相同，三段圓弧的圓心組成的三角形O1O2O3是等邊三角形，其邊長為2R。所以中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為： 第十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月.如圖所示，M、N為兩塊帶等量異種電荷的平行金

10、屬板，S1、S2為板上正對(duì)的小孔，N板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與S1、S2共線的O點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸。M板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔S1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略。當(dāng)兩板間電勢(shì)差為U0時(shí)，求從小孔S2射出的電子的速度v0。求兩金屬板間電勢(shì)差U在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上。若電子能夠穿過磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖上定性地畫出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡。求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差U的函數(shù)關(guān)系。x熒光屏OBBMNKddS1

11、S2第十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2007 年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試(全國)兩平面熒光屏互相垂直放置，在兩屏內(nèi)分別取垂直于兩屏交線的直線為 x 軸和 y軸，交點(diǎn) O 為原點(diǎn)，如圖所示。在 y 0，0 x 0，x a 的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B。在 O 點(diǎn)處有一小孔，一束質(zhì)量為 m、帶電量為 q（q 0）的粒子沿 x 軸經(jīng)小孔射入磁場(chǎng)，最后打在豎直和水平熒光屏上，使熒光屏發(fā)亮。入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值.已知速度最大的粒子在 0 x a 的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為 2:5，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為

12、7T/12，其中 T為該粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的周期。試求兩個(gè)熒光屏上亮線的范圍（不計(jì)重力的影響）。第十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月核聚變反應(yīng)需要幾百萬度以上的高溫，為把高溫條件下高速運(yùn)動(dòng)的離子約束在小范圍內(nèi)（否則不可能發(fā)生核反應(yīng)），通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）。如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)圍成中空區(qū)域，中空區(qū)域中的帶電粒子只要速度不是很大，都不會(huì)穿出磁場(chǎng)的外邊緣而被約束在該區(qū)域內(nèi)。設(shè)環(huán)狀磁場(chǎng)的內(nèi)半徑為R1=0.5m，外半徑R2=1.0m，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=1.0T，若被束縛帶電粒子的荷質(zhì)比為q/m=41

13、07C/，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個(gè)方向的速度試計(jì)算（1）粒子沿環(huán)狀的半徑方向射入磁場(chǎng)，不能穿越磁場(chǎng)的最大速度 （2）所有粒子不能穿越磁場(chǎng)的最大速度圖10第十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、質(zhì)譜儀思考：質(zhì)譜儀的主要作用是什么？測(cè)定帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素第十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月這就是丹普斯特(Dempster)設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀的原理。測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的儀器 mv2/2=qU (1) mv2/R=qvB (2) m=qB2R22U。 (3) 如果B、u和q是已知的，測(cè)出R后就可由(3)式算出帶電粒子的質(zhì)量。第二十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月班布

14、瑞基(Bainbridge)設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀的原理 eE=evB R=mv/qB m=qBR/v 如果B、V和q是已知的，測(cè)出R后就可算出帶電粒子的質(zhì)量。第二十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2001年全國理科綜合考題）如圖2所示是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)人圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個(gè)電子變成為正一價(jià)的分子離子分子離子從狹縫S1以很小的速度進(jìn)人電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)（初速不計(jì)）加速后，再通過狹縫S2、S3射人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面且平行于狹縫S3的細(xì)線若

15、測(cè)得細(xì)線到狹縫S3的距離為d導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式組合型第二十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、回旋加速器（1）有關(guān)物理學(xué)史知識(shí)和回旋加速器的基本結(jié)構(gòu)和原理回旋加速器（勞倫斯1939獲Nobel prize）第二十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月a、原理： 磁場(chǎng)什么作用？ 使粒子在D形盒內(nèi)_。 電場(chǎng)什么作用？重復(fù)多次對(duì)粒子_. 最終速度取決于什么量？b、條件：交變電壓的周期等于粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期c、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：兩個(gè)D形金屬盒做外殼的作用是什么?交變電壓頻率=粒子回旋頻率第二十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）帶電粒子在D形金屬盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是

16、不等距分布的設(shè)粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，兩D形金屬盒間的加速電壓為U，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子第一次進(jìn)入D形金屬盒，被電場(chǎng)加速1次，以后每次進(jìn)入D形金屬盒都要被電場(chǎng)加速2次。粒子第n次進(jìn)入D形金屬盒時(shí)，已經(jīng)被加速（2n-1）次。問題:帶電粒子在D形金屬盒內(nèi)任意兩個(gè)相鄰的圓形軌道半徑之比為 多少?可見帶電粒子在D形金屬盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道是不等距分布的，越靠近D形金屬盒的邊緣，相鄰兩軌道的間距越小。第二十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)，決定其最終能量的因素Ek=可見，粒子獲得的能量與回旋加速器的直徑有關(guān)，直徑越大，粒子獲得的能量就越大。為（4）決

17、定帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間長短的因素t =Tn/2=.=第二十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月. 回旋回速器D型盒中央為質(zhì)子流，D型盒間的交變電壓為 u=2*104，靜止質(zhì)子經(jīng)電場(chǎng)加速后，進(jìn)入D型盒，其最大軌道半徑r=1m ，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 0.5T，m=1.67*10-27kg, q=1.6*10-19c問（1）質(zhì)子最初進(jìn)入D型盒的動(dòng)能多大？（2）質(zhì)子經(jīng)回旋回速器最后得到的動(dòng)能多大？（3）交變電源的頻率。 （4）加速的時(shí)間？組合型第二十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月在如圖5所示的裝置中，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場(chǎng)，質(zhì)量為m，帶電荷量為十

18、q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢(shì)都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A 板的電勢(shì)升高U，B板的電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間電場(chǎng)中得到加速。每當(dāng)粒子離開B板時(shí)，A 板的電勢(shì)又降為零。粒子在電場(chǎng)一次次加速下，動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變。(1)在粒子繞行的整個(gè)過程中，A 板的電勢(shì)是否可一直保持為十U?(2)設(shè)t=0時(shí)，粒子靜止在A板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行一周，求粒子繞行n周回到A 板時(shí)獲得的速度。(3)為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)必須遞增,求粒子繞行第n 周時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn ；(4)求粒子繞行n周的總時(shí)間tn組合型第二十八張，PPT

19、共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月UL1204.如圖所示，是顯象管電子束運(yùn)動(dòng)的示意圖設(shè)電子的加速電壓為U，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)的寬度為L要使電子從磁場(chǎng)中射出時(shí)在圖中所示的120的范圍內(nèi)發(fā)生偏轉(zhuǎn)（即上下各偏轉(zhuǎn)60），求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化范圍組合型第二十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月【測(cè)定電子的比荷】（江蘇高考）在實(shí)驗(yàn)中，湯姆生采用了如圖所示的陰極射線管，從電子槍C出來的電子經(jīng)過A、B間的電場(chǎng)加速后，水平射入長度為L的D、E平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑。若在D、E間加上方向向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電子將向上偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、E電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

20、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）熒光斑恰好回到熒光屏中心。接著再去掉電場(chǎng)，電子向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為。試解決下列問題：（1）在圖中畫出磁場(chǎng)B的方向（2）根據(jù)L、E、B和，求出電子的比荷陰極陰極CABDEF組合型第三十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月x y P1 P2 P3 O.如圖所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上yh處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上x2h處的 P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過y軸上y-2h處的P3點(diǎn)。不計(jì)重力。求：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。粒

21、子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。第三十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（06重慶卷）有人設(shè)想用題24圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子。粒子在電離室中電離后帶正電，電量與其表面積成正比。電離后，粒子緩慢通過小孔O1進(jìn)入極板間電壓為U的水平加速電場(chǎng)區(qū)域I,再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域II,其中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向如圖。收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上。半徑為r0的粒子，其質(zhì)量為m0、電量為q0,剛好能沿O1O3直線射入收集室。不計(jì)納米粒子重力。）試求圖中區(qū)域II的電場(chǎng)強(qiáng)度;試求半徑為r的粒子通過O2時(shí)的速率;

22、討論半徑rr2的粒子剛進(jìn)入?yún)^(qū)域II時(shí)向哪個(gè)極板偏轉(zhuǎn) 第三十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖所示，在oxyz坐標(biāo)系所在的空間中，可能存在勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)，也可能兩者都存在或都不存在。但如果兩者都存在，已知磁場(chǎng)平行于xy平面?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m帶正電q的點(diǎn)電荷沿x軸正方向射入此空間中，發(fā)現(xiàn)它做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng)。若不計(jì)重力，試寫出電場(chǎng)和磁場(chǎng)的分布有幾種可能性。要求針對(duì)每一種可能性，都要說出其中電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感強(qiáng)度的方向和大小，以及它們之間可能存在的關(guān)系。不要求推導(dǎo)和說明理由。 疊加直線型第三十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1速度選擇器【例1】 某帶電粒子從圖中速度選

23、擇器左端由中點(diǎn)O以速度v0向右射去，從右端中心a下方的b點(diǎn)以速度v1射出；若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，該粒子將打到a點(diǎn)上方的c點(diǎn)，且有ac=ab，則該粒子帶_電；第二次射出時(shí)的速度為_。若要使粒子從a 點(diǎn)射出,電場(chǎng)E= . a b cov0疊加直線型第三十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月速度選擇器：（1）任何一個(gè)正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成速度選擇器。（2）帶電粒子必須以唯一確定的速度（包括大小、方向）才能勻速（或者說沿直線）通過速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。即有確定的入口和出口。（3）這個(gè)結(jié)論與粒子帶何種電荷、電荷多少都無關(guān)。 v若速度小于這一速度，電場(chǎng)力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場(chǎng)力方

24、向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能將增大，洛倫茲力也將增大，粒子的軌跡既不是拋物線，也不是圓，而是一條復(fù)雜曲線；若大于這一速度，將向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力將做負(fù)功，動(dòng)能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是一條復(fù)雜曲線。疊加直線型第三十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)1: 在兩平行金屬板間有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向射入場(chǎng)中，射出時(shí)粒子的動(dòng)能減少了，為了使粒子射出時(shí)動(dòng)能增加，在不計(jì)重力的情況下，可采取的辦法是：A.增大粒子射入時(shí)的速度B.減小磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.增大電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.改變粒子的帶電性質(zhì)BC疊加直線型第三十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022

25、年6月練習(xí)2: 如圖所示，水平放置的兩個(gè)平行金屬板MN、PQ間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。MN板帶正電，PQ板帶負(fù)電，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。一帶電微粒只在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下，從I點(diǎn)由靜止開始沿曲線IJK運(yùn)動(dòng)，到達(dá)K點(diǎn)時(shí)速度為零，J是曲線上離MN板最遠(yuǎn)的點(diǎn)。有以下幾種說法：在I點(diǎn)和K點(diǎn)的加速度大小相等，方向相同在I點(diǎn)和K點(diǎn)的加速度大小相等，方向不同在J點(diǎn)微粒受到的電場(chǎng)力小于洛倫茲力在J點(diǎn)微粒受到的電場(chǎng)力等于洛倫茲力 其中正確的是（ ） A. B. C. D. A疊加直線型第三十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（19 91年上海高考題）如圖 1所示，為m、帶電量為十q的粒子 ，從兩平行

26、電極板正中央垂直電場(chǎng)線和磁感方向以速度v飛入已知兩板間距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)粒子恰能沿直線穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域（重力不計(jì)，）現(xiàn)將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到某值，則粒子將落到極板上，粒子落到極板上時(shí)的動(dòng)能為_。疊加直線型第三十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一個(gè)帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則該帶電微粒必然帶_，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開。若已知圓半徑為r，電場(chǎng)強(qiáng)度為E磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則線速度為_。負(fù)電 逆時(shí)針結(jié)論：帶電微粒在三個(gè)場(chǎng)共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。必然是電場(chǎng)力和重力平衡，而洛倫茲力充當(dāng)向心力。E B疊加勻速圓周型第三十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年

27、6月BE12v0 （06川）如圖所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)，同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.57T。小球1帶正電，其電量與質(zhì)量之比=4C/kg，所受重力與電場(chǎng)力的大小相等；小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。（取g=10m/s2）問（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小是多少？（2）兩小球的質(zhì)量之比是多少？=11 疊加勻速圓周型第四十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 如圖5所示，在水平正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)

28、和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，半徑為R的光滑絕緣豎直圓環(huán)上，套有一個(gè)帶正電的小球，已知小球所受電場(chǎng)力與重力相等，小球在環(huán)頂端A點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的圓弧為周長的幾分之幾時(shí)，所受磁場(chǎng)力最大？疊加圓周型第四十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖1690所示，相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為E和B，一個(gè)質(zhì)量為m，帶正電量為q的油滴，以水平速度v0從a點(diǎn)射入，經(jīng)一段時(shí)間后運(yùn)動(dòng)到b，試計(jì)算(1)油滴剛進(jìn)入疊加場(chǎng)a點(diǎn)時(shí)的加速度(2)若到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，偏離入射方向的距離為d，此時(shí)速度大小為多大？ 疊加之一般曲線型第四十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖所示，在y軸的右方有

29、一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，在x軸的下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，方向平行x軸向左，有一鉛板旋轉(zhuǎn)在y軸處且與紙面垂直?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場(chǎng)加速，然后以垂直于鉛板的方向從A處穿過鉛板，而后從x 軸的D處以與x軸正方向夾角為600的方向進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)重疊的區(qū)域，最后到達(dá)y軸上的C點(diǎn)，已知OD長為L，不計(jì)重力。求;.粒子經(jīng)過鉛板時(shí)損失的動(dòng)能；.粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小。疊加之一般曲線型第四十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖所示，套在很長的絕緣直棒上的小球，質(zhì)量為m，帶電量為+q，小球可在直棒上滑動(dòng)，將此棒豎直放在互相垂直，且沿水

30、平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，小球與棒的動(dòng)摩擦因素為，求：小球由靜止沿棒下落的最大加速度和最大速度（設(shè)小球電量不變）EB若電場(chǎng)方向水平向左呢?疊加有約束型若磁場(chǎng)方向水平向左呢?第四十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 一帶電量為q、質(zhì)量為m的小球從傾角為的光滑的斜面上由靜止開始下滑斜面處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖1683所示，求小球在斜面上滑行的速度范圍和滑行的最大距離疊加有約束型第四十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如圖23所示，上表面絕緣的小車A質(zhì)量為M=2 kg，置于光滑水平面上，初速度為v0=14 m/s.帶正電荷q=0.2C的可

31、視為質(zhì)點(diǎn)的物體B，質(zhì)量m=0.1kg，輕放在小車A的右端，在A、B所在的空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T，物體與小車之間有摩擦力作用，設(shè)小車足夠長，則在物體相對(duì)小車發(fā)生滑動(dòng)的過程中，試求：(1)B物體的最大速度；(2)小車A的最小速度；(3)在此過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能。（g=10 m/s2）疊加有約束型第四十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4、磁流體發(fā)電機(jī)abLvBREq=Bqv電動(dòng)勢(shì)：E=Ea電流：I=E/（R+r）r=？流體為：等離子束目的：發(fā)電第四十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2001年北京海淀區(qū)高考模擬題）目前世界上正在研究的一

32、種新型發(fā)電機(jī)叫做磁流體發(fā)電機(jī)這種發(fā)電機(jī)與一般發(fā)電機(jī)不同，它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，它的發(fā)電原理是：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來說呈中性）噴射人磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中A、B金屬板上會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓設(shè)A、B兩平行金屬板的面積為S，彼此相距L，等離子體氣體的導(dǎo)電率為P（即電阻率的倒數(shù)）噴入速度為v板問磁感應(yīng)強(qiáng)度B與氣流方向垂直，與板相連的電阻的阻值為R問流過R的電流I為多少？4、磁流體發(fā)電機(jī)第四十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例：如圖所示的磁流體發(fā)電機(jī)，已知橫截面積為矩形的管道長為l，寬為a,高為b，上下兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，前后兩個(gè)側(cè)面是電阻可

33、忽略的導(dǎo)體，分別與負(fù)載電阻R的一端相連，整個(gè)裝置放在垂直于上、下兩個(gè)側(cè)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。含有正、負(fù)帶電粒子的電離氣體持續(xù)勻速地流經(jīng)管道，假設(shè)橫截面積上各點(diǎn)流速相同，已知流速與電離氣體所受的摩擦力成正比，且無論有無磁場(chǎng)存在時(shí)，都維持管兩端電離氣體的壓強(qiáng)差為P。如果無磁場(chǎng)存在時(shí)電離氣體的流速為v0，那么有磁場(chǎng)存在時(shí)，此磁液體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E的大小是多少？已知電離氣體的平均電阻率為。albvBR4、磁流體發(fā)電機(jī)第四十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月簡解：無磁場(chǎng)由電離氣體勻速壓力等于摩擦力。 即 Pab=f=KVo 有磁場(chǎng)時(shí)，內(nèi)部導(dǎo)電氣體受安培力向左且F=BIa 水平方向受力平衡： Pab-BIa=Kv V=Vo（1-BI/Pa） 又由全電路歐姆定律 =I（R+a/b l ） 豎直方向受力平衡： q/a=qvB =Bav 由上三式可得： = albvBR第五十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5、電磁流量計(jì)Bqv=Eq=qu/d得v=U/Bd流量：Q=Sv=dU/4B流體為：導(dǎo)電液體 目的：測(cè)流量dba導(dǎo)電液體若管道為其他形狀,如矩形呢?第五十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 例： 如圖所示為一電磁流量計(jì)的示意圖，截面為正方形的非磁性管，其邊長為d，內(nèi)有導(dǎo)電液體流動(dòng)，在垂