帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(2)-文庫吧
2025-04-25 07:52 本頁面
【正文】 板間能達(dá)到的最大電勢差 U= . dvB 圖 4 工作原理 :如圖 5所示 ,圓形導(dǎo)管直徑為 d,用 制成 ,導(dǎo)電液體在管中向左流動 ,導(dǎo)電液體中的自由電荷 (正、負(fù)離子 ),在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn) ,a、 b間出現(xiàn)電勢差 ,形成電場 ,當(dāng)自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時(shí) ,a、 b間的電勢差就保持穩(wěn)定 , 即 qvB=qE=q ,所以 v= ,因 此液體流量 Q=Sv= . 非磁性材料 dU dBUBdU4π 2dBdU4π? 圖 5 :在勻強(qiáng)磁場中放置一個矩形截面的載流導(dǎo)體 ,當(dāng) 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 ,這個現(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 6所示 . 理解帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的這幾個實(shí)例時(shí) ,一定要從其共性 qE=qvB出發(fā) . 磁場方向 電勢差 圖 6 磁偏轉(zhuǎn)與電偏轉(zhuǎn)的區(qū)別 磁偏轉(zhuǎn) 電偏轉(zhuǎn) 受力 特征 v垂直 B時(shí) ,FB=qvB, v不垂直于 B時(shí) ,FB= qvBsin α ,FB為變 力 ,只改變 v方向 無論 v是否與 E 垂直 ,FE=qE, FE為恒力 運(yùn)動 規(guī)律 圓周運(yùn)動 T= , R= 類平拋運(yùn)動 vx=v0,vy= x=v0t,y= qBmπ2qBmvmqEtmqEt22偏轉(zhuǎn) 情況 若沒有磁場邊界 ,粒子所能偏轉(zhuǎn)的角度不受限制 因做類平拋運(yùn)動 , 在相等的時(shí)間內(nèi) 偏轉(zhuǎn)的角度往往 不等 動能 變化 動能不變 動能不斷增大且增大得越來越快 特別提示 (1)電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)分別是利用電場和磁場對 (運(yùn)動 )電荷產(chǎn)生電場力和洛倫茲力的作用 ,控制其運(yùn)動方向和軌跡 . (2)兩類運(yùn)動的受力情況和處理方法差別很大 ,要首先進(jìn)行區(qū)別分析 ,再根據(jù)具體情況處理 . 帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的分類 (1)磁場力、重力并存 ①若重力和洛倫茲力平衡 ,則帶電體做勻速直線 運(yùn)動 . ② 若重力和洛倫茲力不平衡 ,則帶電體將做復(fù)雜 曲線運(yùn)動 ,因 F洛 不做功 ,故機(jī)械能守恒 ,由此可求 解問題 . (2)電場力、磁場力并存 (不計(jì)重力的微觀粒子 ) ① 若電場力和洛倫茲力平衡 ,則帶電體做勻速直 線運(yùn)動 . ② 若電場力和洛倫茲力不平衡 ,則帶電體做復(fù)雜曲線運(yùn)動 ,因 F洛 不做功 ,可用動能定理求解問題 . (3)電場力、磁場力、重力并存 ①若三力平衡 ,一定做勻速直線運(yùn)動 . ② 若重力與電場力平衡 ,一定做勻速圓周運(yùn)動 . ③ 若合力不為零且與速度方向不垂直 ,做復(fù)雜的曲線運(yùn)動 ,因 F洛 不做功 ,可用能量守恒或動能定理求解問題 . 帶電體在復(fù)合場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下 ,常見的運(yùn)動形式有直線運(yùn)動和 圓周運(yùn)動，此時(shí)解題要通過受力分析明確變力、 恒力做功情況 ,并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn) ,用動能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動定律求出結(jié)果 . 由于帶電粒
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