帶電粒子在復合場中的運動及應(yīng)用實例.doc

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1、第3講　帶電粒子在復合場中的運動及應(yīng)用實例考點梳理一、復合場　復合場是指電場、磁場和重力場并存，或其中某兩場并存．從場的復合形式上一般可分為如下兩種情況：1．組合場2．疊加場三、電場、磁場分區(qū)域應(yīng)用實例1．速度選擇器(如圖)(1)平行板間電場強度E和磁感應(yīng)強度B互相垂直．這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器．(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qE＝qvB，即v＝E/B.2．磁流體發(fā)電機(1)磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能．(2)根據(jù)左手定則，如圖中的B板是發(fā)電機正極．(3)磁流體發(fā)電機兩極板間的距離為d，等離子體速度為

2、v，磁場磁感應(yīng)強度為B，則兩極板間能達到的最大電勢差U＝Bdv.3．電磁流量計(1)如圖所示，一圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導電的液體流過導管；(2)原理：導電液體中的自由電荷(正、負離子)在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差，形成電場．當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定．由Bqv＝Eq＝q，可得v＝，液體流量Q＝Sv＝·＝.4．質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場、偏轉(zhuǎn)磁場和照相底片等構(gòu)成．(2)原理：粒子由靜止被加速電場加速，根據(jù)動能定理可得關(guān)系式mv2＝qU①粒子在磁場中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運動

3、，根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvB＝m②由①②兩式可得出需要研究的物理量，如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷．r＝，m＝，＝.2．回旋加速器(1)構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源．D形盒處于勻強磁場中．(2)原理①在電場中加速：qU＝m(v－v)＝ΔEk.②在磁場中旋轉(zhuǎn)：qvB＝m，得R＝.③回旋加速條件：高頻電源的周期T電場與帶電粒子在D形盒中運動的周期T回旋相同，即T電場＝T回旋＝.④最大動能的計算：由R＝＝知，被加速粒子的最大動能為Ek＝，由此可知，在帶電粒子質(zhì)量、電荷量被確定的情況下，粒子所獲得的最大動能只與回旋加速器的半徑R和磁感應(yīng)強度B有關(guān)

4、，與加速電壓無關(guān)．能力提升1.(2012·海南單科)如圖，在兩水平極板間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向里．一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板．若不計重力．下列四個物理量中哪一個改變時，粒子運動軌跡不會改變(　　)A．粒子速度的大小B．粒子所帶的電荷量C．電場強度D．磁感應(yīng)強度2．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示．這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙．下列說法正確的是(　　)A．離子由加速器的中心附近進入加速器B．離子由加速器的邊緣進入加速器C．離子從磁場中獲得能量D．離子從電場中獲得能量3.質(zhì)量

5、為m的帶電小球在正交的勻強電場、勻強磁場中做勻速圓周運動，軌道平面在豎直平面內(nèi)，電場方向豎直向下，磁場方向垂直圓周所在平面向里，如圖所示，由此可知(　　)A．小球帶正電，沿順時針方向運動B．小球帶負電，沿順時針方向運動C．小球帶正電，沿逆時針方向運動D．小球帶負電，沿逆時針方向運動4、.有一帶電荷量為＋q、重為G的小球，從豎直的帶電平行板上方h處自由落下，兩極板間勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向如圖所示，則帶電小球通過有電場和磁場的空間時(　　)A．一定做曲線運動B．不可能做曲線運動C．有可能做勻速運動D．有可能做勻加速直線運動5(2013·南京模擬)如圖所示，從S處發(fā)出的熱電子

6、經(jīng)加速電壓U加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn)．設(shè)兩極板間電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過，只采取下列措施，其中可行的是(　　)A．適當減小電場強度EB．適當減小磁感應(yīng)強度BC．適當增大加速電場極板之間的距離D．適當減小加速電壓U6、(2009·廣東單科·11)如圖9所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑．在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是(　　)A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達地面時的動能與B的大小無關(guān)C

7、．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上7、(2011·淄博調(diào)研)如下圖所示，兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強電場E和勻強磁場B，有一個帶正電的小球(電荷量為＋q、質(zhì)量為m)從電磁復合場上方的某一高度處自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過的電磁復合場的是(　　)8、如圖849所示，一個質(zhì)量m＝0.1g，電荷量q＝4×10－4C帶正電的小環(huán)，套在很長的絕緣直棒上，可以沿棒上下滑動。將棒置于正交的勻強電場和勻強磁場內(nèi)，E＝10N/C，B＝0.5T。小環(huán)與棒