高考物理單元知識章節(jié)考點總復(fù)習(xí)(已修改)
2025-01-20 13:50 本頁面
【正文】 1 2 一 、 帶電粒子在復(fù)合場中運動的基本分析 1． 這里所說的復(fù)合場是指電場 、 磁場和重力場并存 (或其中某兩場并存 )的區(qū)域 ， 帶電微粒在這些復(fù)合場中運動時 ， 必須同時考慮受電場力 ，洛倫茲力和重力 (或其中某兩種力 )的作用 ． 3 2． 常見的運動情況 (1)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為 0時 ，粒子將做 勻速直線運動或靜止 . (2)當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運動方向在同一條直線上時 ， 粒子將做 勻加 (減 )速直線運動 . (3)當(dāng)帶電粒子所受合外力充當(dāng)向心力時 ， 帶電粒子做 勻速圓周 運動 ． 由于通常情況下 ， 重力和電場力為恒力 ， 所以一般情況下是重力恰好與電場力相平衡 ， 洛倫茲力充當(dāng)向心力 ． 4 (4)若帶電粒子所受的合外力的大小 、 方向均是不斷變化的 ， 則粒子將做變加速曲線運動 ，這類問題可以考慮從能量關(guān)系處理 ． 5 二 、 應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中運動的典型儀器 1． 速度選擇器 如圖 841， 粒子所受重力可忽略不計 ， 運動方向相同而速率不同的正離子組成的離子束射入相互正交的勻強電場和勻強磁場所組成的場區(qū)中 。 圖 841 6 EBqE qv BEEvvBB??已 知 電 場 強 度 大 小 為 ， 方 向 向 下 ， 磁 場 的 磁 感 應(yīng)強 度 為 ， 方 向 垂 直 于 紙 面 向 里 ， 若 離 子 運 動 軌 跡不 發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) ， 必 須 滿 足 平 衡 條 件 ： ， 故， 這 樣 就 把 滿 足 的 離 子 從 速 度 選 擇 器 中 選擇 出 來 了 ． 帶 電 粒 子 不 發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) 的 條 件 跟 粒 子 的 質(zhì)量 、 所 帶 電 量 均 無 關(guān) ， 跟 粒 子 所 帶 電 荷 的 正 負(fù) 也 無關(guān) ， 只 跟 粒 子 的＝ 速 度 有 關(guān) ．7 2． 磁流體發(fā)電機 如圖 842所示是磁流體發(fā)電機示意圖 ， 其原理是：等離子氣體噴入磁場 ， 正 、 負(fù)離子在 洛倫茲力 作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到 A、 B板上 ， 產(chǎn)生電勢差 ． 圖 842 8 .. A B S LABABE q BqvE Bv E E L BL vL E BL v BL v Sr R ILS R r RS LRS???????場場 場設(shè) 、 平 行 金 屬 板 的 面 積 為 、 相 距 ， 等 離 子 氣體 的 電 阻 率 為 ， 當(dāng) 等 離 子 氣 體 勻 速 通 過 、 板 間時 、 板 上 聚 集 的 電 荷 最 多 ， 板 間 電 勢 差 最 大 ，即 為 電 源 電 動 勢 ． 此 時 離 子 受 力 平 衡 ： ＝ ，即 ＝ ， 故 電 源 電 動 勢 ＝ ＝ 電 源 內(nèi) 阻＝ 中 電 流 ＝ ＝ ＝9 3． 電磁流量計 電磁流量計原理：如圖 843所示 ， 一圓形導(dǎo)管直徑為 d， 用非磁性材料制成 ， 其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動 ， 導(dǎo)電液體中的自由電荷 (正負(fù)離子 )在 洛倫茲力 作用下橫向偏移 ， 上端 a聚集負(fù)電荷 ， 下端 b聚集正電荷 ， a、 b間出現(xiàn)電勢差 ． 圖 843 10 2.44aUb Bv q Eq qdUvBdd U dUQ SvBd B??當(dāng) 自 由 電 荷 所 受 電 場 力 和 洛 倫 茲 力 平 衡 時 ， 、間 的 電 勢 差 保 持 穩(wěn) 定 ． 由 ＝ ＝ ，可 得 ＝流 量 ＝ ＝ ＝11 1． “ 電偏轉(zhuǎn) ” 和 “ 磁偏轉(zhuǎn) ” 有什么區(qū)別 ？ 解答： “ 電偏轉(zhuǎn) ” 與 “ 磁偏轉(zhuǎn) ” 分別是利用電場和磁場對運動電荷施加作用 ， 從而控制其運動方向 ． 由于磁場和電場對電荷的作用具備不同的特征 ，使得兩種偏轉(zhuǎn)也存在以下幾個方面的差別 ． 12 (1)受力特征的差別 在 “ 磁偏轉(zhuǎn) ” 中 ， 質(zhì)量為 m， 電荷量為 q的粒子以速度 v垂直射入磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中時 ，所受的磁場力 (即洛倫茲力 )FB＝ qvB與粒子的速度 v有
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