【正文】 自主落實固基礎(chǔ) 考點突破提知能 二、帶電粒子在復(fù)合場中運動的典型應(yīng)用 圖 8 － 3 － 2 1 ． 速度選擇器 ( 如圖 8 － 3 － 2 所示 ) (1 ) 平行板中電場強度 E 和磁感應(yīng)強度 B 互相 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 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 ) 帶電粒子能夠勻速沿直線通過速度選擇器的條件是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，即 v ＝ _ _ _ _ _ _ _ . 垂直． qE＝ qvB EB 菜 單 隨堂檢測緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 新課標(biāo) 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實固基礎(chǔ) 考點突破提知能 (3)較復(fù)雜的曲線運動 當(dāng)帶電粒子所受合外力的 _____________均變化 ， 且與初 速度方向不在同一條直線上 ， 粒子做非勻變速曲線運動 ， 這時 粒子運動軌跡既不是圓弧 ， 也不是拋物線 ． (4)分階段運動 帶電粒子可能依次通過幾個情況不同的復(fù)合場區(qū)域 ， 其運動情況隨區(qū)域發(fā)生變化 ， 其運動過程由幾種不同的運動階段組成 ． 大小和方向 菜 單 隨堂檢測緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 新課標(biāo) 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 新課標(biāo) 緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 帶電粒子在復(fù)合場中運動時，重力是恒力 ． 電場力可能是恒力 ( 勻強電場 ) ，也可能是變力 ( 非勻強電場 ) ；若帶電粒子做勻速直線運動，洛倫茲力一般為恒力，若做曲線運動，洛倫 茲力一定是變力 ． 菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 新課標(biāo) 緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 圖 8 － 3 － 3 2 ． 回旋加速器 (1 ) 基本構(gòu)造：回旋加速器的核心部分是放置在磁場中的兩個 D 形的金屬扁盒 ( 如圖 8 － 3 － 3 所示 ) ，其基本組成為： ① 粒子源， ② 兩個 D 形金屬盒， ③ 勻強磁場， ④ 高頻電源， ⑤ 粒子引出裝置． (2 ) 工作原理 ① 電場加速 qU ＝ Δ Ek. ② 磁場約束偏轉(zhuǎn) qB v ＝ mv2r， v ＝q Brm∝ r . ③ 加速條件：高頻電源的周期與帶電粒子在 D 形盒中運動的周期_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，即 T 電場 ＝ T 回旋 ＝ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . 相同 2πmqB 菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 新課標(biāo) 緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 圖 8－ 3－ 7 6． 霍爾效應(yīng) 在勻強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 ， 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 8－ 3－ 7所示 ． 磁場方向 電勢差 菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 新課標(biāo) 緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 垂直電場線進入勻強電場 (不計重力 ) 垂直磁感線進入勻強磁場 (不計重力 ) 受力 情況 電場力 FE＝ qE，其大小、方向不變，與速度 v無關(guān)，F(xiàn)E是恒力 洛倫茲力 FB＝ qvB，其大小不變，方向隨 v而改變， FB是變力 軌跡 拋物線 圓或圓的一部分 運動 軌跡 菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 新課標(biāo) 房山區(qū)模擬 )如圖 8－ 3－ 10所示的區(qū)域中 ， 左邊為垂直紙面向里的勻強磁場 ， 磁感應(yīng)強度為 B， 右邊是一個電場強度大小未知的勻強電場 ， 其方向平行于 OC且垂直于磁場方向 ． 一個質(zhì)量為 m、 電荷量為－ q的帶電粒子從 P孔以初速度 v0沿垂直于磁場方向進入勻強磁場中 ， 初速度方向與邊界線的夾角 θ＝ 60176。 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 ＝ OC ＝ x ， OC ＝ x ＝ 3 r /2 菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 新課標(biāo) . 粒子在磁場中做勻速圓周運動，圓心為 O ，半徑為 r ，如圖所示，由幾何關(guān)系得 L2＝ r s i n 3 0 176。 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 新課標(biāo) 緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 ② 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運動時 ， 應(yīng)用牛頓定律結(jié)合圓周運動規(guī)律求解 ． ③ 當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運動時 ， 一般用動能定理或能量守恒定律求解 ． ④ 對于臨界問題 ， 注意挖掘隱含條件 ． 2． 復(fù)合場中粒子重力是否考慮的三種情況 (1)對于微觀粒子 ， 如電子 、 質(zhì)子 、 離子等 ， 因為其重力一般情況下與電場力或磁場力相比太小 ， 可以忽略；而對于一些實際物體 ， 如帶電小球 、 液滴 、 金屬塊等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力 ． (2)在題目中有明確說明是否要考慮重力的 ， 這種情況按題目要求處理比較正規(guī) ， 也比較簡單 ． (3)不能直接判斷是否要考慮重力的 ， 在進行受力分析與運動分析時 ， 要結(jié)合運動狀態(tài)確定是否要考慮重力 ． 菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實 .現(xiàn)有一質(zhì)量 m＝ 10－ 4 kg、 電荷量 q＝ 10－ 4 C的帶正電的小球 (視為質(zhì)點 )， 以 v0＝ m/s的速度沿水平方向由 A點射入圓弧軌道 ， 一段時間后小球從 C點離開圓弧軌道 ． 小球離開圓弧軌道后在場中做勻速直線運動 ． 不計空氣阻力 ， sin 37176。 新課標(biāo) 緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 【解析】 ( 1 ) 小球離開軌道后做勻速直線運動，其受力情況如圖甲所示，則有 qE ＝ mg t a n θ ① 所以 E ＝ 3 . 0 N / C . ( 2 ) 設(shè)小球運動到 C 點時的速度為 v ，在小球沿軌道從 A 運動到 C 的 過程中，根據(jù)動能定理有 q ER sin θ － m g R ( 1 － c o s θ ) ＝12m v2－12m v20② 解得 v ＝ 5 . 0 m / s ③ 菜 單 隨堂檢測固基礎(chǔ) 考點突破 物理 （山東專用） 課時知能訓(xùn)練 自主落實緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 (1)求從狹縫 S2射出的離子速度 v0的大小； (2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度 v0方向飛行的距離為 x， 求出 x與離子質(zhì)量 m之間的關(guān)系式 (用 E0、 B0、 E、 q、 m、L表示 )． 【解析】 ( 1 ) 能從速度選擇器射出的離子滿足 qE0＝ q v0B0① 故 v0＝E0B0.② ( 2 ) 離子進入勻強偏轉(zhuǎn)電場 E 后做類平拋運動，則 x ＝ v0t ③ L ＝12at2④ 由牛頓第二定律得 qE ＝ ma ⑤ 由 ②③④⑤ 解得： x ＝E0B0 2 mLqE. 【答案】 ( 1 ) E 0B0 ( 2 ) E 0B0 2 mLqE