高考物理帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例題

高考物理課件帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例題感悟·滲透·應(yīng)用【例4】磁鏡是一種利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行約束的一種裝置，其中磁感線的分布是兩端收縮，中間發(fā)散，如圖3-9所示，試說明當(dāng)帶電粒子從A處垂直紙面方向進(jìn)入磁鏡時(shí)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況.圖3-9感悟·滲透·應(yīng)用【解析】這種磁場(chǎng)應(yīng)是以中心線為軸，將圖示平面旋轉(zhuǎn)而成的在空間分布的旋轉(zhuǎn)體，帶電粒子進(jìn)入磁鏡后應(yīng)從受力分析入手，將力和運(yùn)動(dòng)分解為平行于中心軸線和垂直于中心軸線兩個(gè)方向考慮.

帶電子粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后受磁場(chǎng)力F，將它分解為平行于中心軸線和垂直于中心軸線兩個(gè)分力Fx、Fy,Fx使粒子沿平行于中心軸線方向向中部加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)y使粒子繞中心軸線做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到磁鏡左端時(shí)，F(xiàn)x變?yōu)橄蛴宜詭щ娏Ｗ訉⒃诖喷R中做螺旋式往復(fù)運(yùn)動(dòng)感悟·滲透·應(yīng)用【解題回顧】這一技術(shù)原理有著廣泛的應(yīng)用.例如，受控?zé)岷朔磻?yīng)中需要容納幾百萬高溫的等離子體如果用固體容器，是沒有哪種材料能耐如此高溫的即使有，等離子體與容器壁接觸就會(huì)冷卻，也就沒有足夠能量來進(jìn)行熱核反應(yīng)因此目前所有受控?zé)岷朔磻?yīng)都是用磁鏡來對(duì)高溫等離子體進(jìn)行磁約束的，如國(guó)際上研究受控核聚變使用的托卡馬克裝置和我國(guó)的“中國(guó)環(huán)流器1號(hào)”和“中國(guó)環(huán)流器2號(hào)”均有類似磁鏡的裝置.

在三維空間分析帶電粒子運(yùn)動(dòng)的能力和方法，在分析許多現(xiàn)象中尤為重要，如示波器的原理等.感悟·滲透·應(yīng)用

5.帶電粒子在依次通過不同的空間，運(yùn)動(dòng)過程分為不同階段，運(yùn)動(dòng)性質(zhì)各不相同，我們只要找出每個(gè)階段上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再利用兩種場(chǎng)交界處粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和關(guān)聯(lián)條件即可解決問題感悟·滲透·應(yīng)用【例5】如圖3-10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(zhǎng).求此粒子射出的速度v和在此過程中運(yùn)動(dòng)的總路程s(重力不計(jì)).圖3-10感悟·滲透·應(yīng)用【解析】由粒子在磁場(chǎng)中和電場(chǎng)中受力情況與粒子的速度可以判斷粒子從O點(diǎn)開始在磁場(chǎng)中勻速率運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后進(jìn)入電場(chǎng)，做先減速后反向加速的勻變直線運(yùn)動(dòng)，再進(jìn)入磁場(chǎng)，勻速率運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后又進(jìn)入電場(chǎng)，如此重復(fù)下去.感悟·滲透·應(yīng)用粒子運(yùn)動(dòng)路線如圖3-11所示，有L=4R①粒子初速度為v，則有qvB=mv2/R②，由①、②可得v=qBL/4m③.設(shè)粒子進(jìn)入電場(chǎng)做減速運(yùn)動(dòng)的最大路程為l，加速度為a,則有v2=2al④，qE=ma,⑤粒子運(yùn)動(dòng)的總路程s=2R+2l.⑥由①、②、③、④、⑤、⑥式，得:s=L/2+qB2L2/(16mE).圖3-11感悟·滲透·應(yīng)用【解題回顧】把復(fù)雜的過程分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單的過程，按順序逐個(gè)求解，或?qū)⒚總€(gè)過程所滿足的規(guī)律公式寫出，結(jié)合關(guān)聯(lián)條件組成方程，再解方程組，這就是解決復(fù)雜過程的一般方法另外，還可通過開始n個(gè)過程的分析找出一般規(guī)律，推測(cè)后來的過程，或?qū)φ麄€(gè)過程總體求解將此題中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間分布和時(shí)間進(jìn)程重組，便可理解回旋加速器原理，并可用后一種方法求解.感悟·滲透·應(yīng)用

6.帶電粒子在兩種以上的場(chǎng)共同存在的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)，場(chǎng)力與粒子的運(yùn)動(dòng)相互影響，在某種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由各量之間的聯(lián)系，而測(cè)算出某物理量，或利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)控制電荷的運(yùn)動(dòng).感悟·滲透·應(yīng)用【例6】電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電流體(如污水)在管中的流量(在單位時(shí)間內(nèi)通過管內(nèi)橫載面的流體的體積)為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是如圖3-12所示的橫載面為長(zhǎng)方形的一段管道，其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的a、b、c，流量計(jì)的兩端與輸送液體的管道相連接(圖中虛線)圖3-12感悟·滲透·應(yīng)用圖中流量計(jì)的上、下兩面是金屬材料，前、后兩面是絕緣材料，現(xiàn)將流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面，當(dāng)導(dǎo)電液體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測(cè)得的電流值，已知流體的電阻率，不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為多大?感悟·滲透·應(yīng)用【解析】導(dǎo)電流體從管中流過時(shí)，其中的陰陽離子會(huì)受磁場(chǎng)力作用而向管的上下表面偏轉(zhuǎn)，上、下表面帶電后一方面使陰陽離子又受電場(chǎng)力阻礙它們繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，直到電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力平衡；另一方面對(duì)外接電阻來說，上、下表面相當(dāng)于電源，使電阻中的電流滿足閉合電路歐姆定律.感悟·滲透·應(yīng)用設(shè)導(dǎo)電流體的流動(dòng)速度v，由于導(dǎo)電流體中正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，在上、下兩板上積聚電荷，在兩極之間形成電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)力qE與洛倫茲力qvB平衡時(shí)，E=Bv，兩金屬板上的電動(dòng)勢(shì)E′=Bcv，內(nèi)阻r=c/ab，與R串聯(lián)的電路中電流:I=Bcv/(R+r),v=I(R+c/ab)/Bc；流體流量:Q=vbc=I(bR+c/a)/B感悟·滲透·應(yīng)用【解題回顧】因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)是一根管道，內(nèi)部沒有任何阻礙流體流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，所以可以用來測(cè)量高黏度及強(qiáng)腐蝕性流體的流量它還具有測(cè)量范圍寬、反應(yīng)快、易與其他自動(dòng)控制裝置配套等優(yōu)點(diǎn)可見，科技是第一生產(chǎn)力.

本題是閉合電路歐姆定律與帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)知識(shí)的綜合運(yùn)用這種帶電粒子的運(yùn)動(dòng)模型也稱為霍爾效應(yīng)，在許多儀器設(shè)備中被應(yīng)用.如速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)等等.每年進(jìn)入夏季，由于氣溫高、濕度大，對(duì)幼兒的照顧要特別注意，以下是出國(guó)留學(xué)網(wǎng)為您搜集整理的育兒健康小常識(shí)1.不是所有寶寶都需額外補(bǔ)充維生素很多家長(zhǎng)會(huì)問，孩子多大需要開始補(bǔ)充維生素?小嬰兒是否需要補(bǔ)充維生素?劉主任表示，孩子多大補(bǔ)充維生素沒有明確的界定，如果寶寶是吃母乳或奶粉，一般營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都足夠、全面，不需要額外補(bǔ)充維生素，如果出現(xiàn)了某些癥狀，如缺乏維生素B或維生素C等，再有針對(duì)性的補(bǔ)充會(huì)更好。維生素D可以促進(jìn)鈣的吸收，小嬰兒也應(yīng)該補(bǔ)充，特別是純母乳喂養(yǎng)的寶寶，如果沒有補(bǔ)充維生素D，常帶寶寶曬太陽，也可以轉(zhuǎn)化為維生素D，從而促進(jìn)鈣的吸收。給寶寶曬太陽，一般每天半小時(shí)到1小時(shí)，注意不要遮擋著曬太陽，如果是戴太陽帽、打傘或擦防曬霜等，起不到曬太陽的效果。2.不能用維生素補(bǔ)充劑代替蔬菜水果有的家長(zhǎng)認(rèn)為，都是補(bǔ)充維生素，用維生素補(bǔ)充劑方便多了，因此就用維生素補(bǔ)充劑代替水果和蔬菜。劉主任表示，只要條件允許，應(yīng)盡量從食物中攝取維生素，如果是因?yàn)槟承┨厥馇闆r導(dǎo)致不能全面有效獲得維生素，則可以考慮食用維生素補(bǔ)充劑。而且維生素補(bǔ)充劑是不能代替蔬菜和水果的。因?yàn)槭卟恕⑺械母鞣N維生素是按一定比例存在的天然成份，是多種維生素的集合體;而維生素制劑多數(shù)是人工合成的，兩者在性質(zhì)上會(huì)有所差別。蔬菜、水果除了含有維生素外，還含有一些雖然對(duì)人體的作用與維生素類似的天然物質(zhì)，如葉綠素、胡蘿卜素等。此外蔬菜中含有礦物質(zhì)、微量元素、碳水化合物、纖維素等非維生素類營(yíng)養(yǎng)成份。3.維生素補(bǔ)充劑含有的維生素種類不是越多越好有的家長(zhǎng)容易陷入一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為既然要補(bǔ)，那就補(bǔ)得全面一點(diǎn)，總給寶寶吃綜合性維生素。劉主任表示，維生素補(bǔ)充劑并不是所含種類越多越好。劉主任建議，對(duì)于挑食特別厲害的寶寶，吃東西的品種少，可以選擇補(bǔ)充綜合性維生素劑;如果是缺乏某些維生素，建議有針對(duì)性地補(bǔ)充更合適;如果只是缺乏某一種維生素，沒必要補(bǔ)充綜合維生素制劑，因?yàn)橛械木S生素會(huì)產(chǎn)生蓄積中毒的情況。4.維生素應(yīng)從正規(guī)渠道購(gòu)買如果是身體缺乏維生素的話，還是要在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用維生素藥品，如果是出于保健的需求，可以服用保健品5.維生素補(bǔ)多久補(bǔ)多少最好由醫(yī)生判斷給寶寶補(bǔ)充維生素一定要注意用量，特別是維生素缺乏者，最好由醫(yī)生判斷該如何補(bǔ)充。如果寶寶缺乏某種維生素，補(bǔ)