帶電粒子在復合場中的運動(2)-文庫吧
2025-04-25 07:52 本頁面
【正文】 板間能達到的最大電勢差 U= . dvB 圖 4 工作原理 :如圖 5所示 ,圓形導管直徑為 d,用 制成 ,導電液體在管中向左流動 ,導電液體中的自由電荷 (正、負離子 ),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 ,當自由電荷所受的電場力和洛倫茲力平衡時 ,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 :在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導體 ,當 與電流方向垂直時 ,導體在與磁場、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 .所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差 ,其原理如圖 6所示 . 理解帶電粒子在復合場中運動的這幾個實例時 ,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 ,FB=qvB, v不垂直于 B時 ,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 運動 規(guī)律 圓周運動 T= , R= 類平拋運動 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 因做類平拋運動 , 在相等的時間內(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 (運動 )電荷產(chǎn)生電場力和洛倫茲力的作用 ,控制其運動方向和軌跡 . (2)兩類運動的受力情況和處理方法差別很大 ,要首先進行區(qū)別分析 ,再根據(jù)具體情況處理 . 帶電粒子在復合場中運動的分類 (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 運動 . ② 若重力和洛倫茲力不平衡 ,則帶電體將做復雜 曲線運動 ,因 F洛 不做功 ,故機械能守恒 ,由此可求 解問題 . (2)電場力、磁場力并存 (不計重力的微觀粒子 ) ① 若電場力和洛倫茲力平衡 ,則帶電體做勻速直 線運動 . ② 若電場力和洛倫茲力不平衡 ,則帶電體做復雜曲線運動 ,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 ,一定做勻速直線運動 . ② 若重力與電場力平衡 ,一定做勻速圓周運動 . ③ 若合力不為零且與速度方向不垂直 ,做復雜的曲線運動 ,因 F洛 不做功 ,可用能量守恒或動能定理求解問題 . 帶電體在復合場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下 ,常見的運動形式有直線運動和 圓周運動，此時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 ,用動能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運動定律求出結(jié)果 . 由于帶電粒
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