四川省宜賓市一中20xx-20xx學年高中物理 第三章 磁場章末復習課件 教科版選修3-1-預覽頁
【正文】 極板間能達到的最大電勢差 U＝ BLv. ? （ 3）電磁流量計 . ? 工作原理：如圖所示，圓形導管直徑為 d，用非磁性材料制成，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＝ qu/d，所以 v＝ U/(Bd)，因此液體流量：即 Q＝ Sv＝л dU/4B. (4)質(zhì)譜儀 ① 構(gòu)造：如圖由離子源、加速電場、偏轉(zhuǎn)電場和照相底片等構(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： qU＝12m v2. 粒子在磁場中受到洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn) ， 做勻 速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律： q v B ＝ mv2r. 由兩式可得需要研究的物理量 ， 如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷． r ＝1B2 mUq； m ＝qr2B2 U；qm＝2 UB2r2 . (5)回旋加速器原理與應用 ① 構(gòu)造：如圖所示， D D2是半圓金屬盒， D形盒的縫隙處接交流電源．處于勻強磁場中． (2 ) 原理：交流電的周期和粒子做圓周運動的周期相等 ， 粒子在圓周運動過程中一次一次地經(jīng)過 D 形盒縫隙 ， 兩盒間的電勢差一次一次地反向 ， 粒子就會被一次一次地加速 ， 由 q v B ＝ mv2r， 得 Ekm＝q2B2R22 m. 可見粒子獲得的最大動能由電磁感應強度 B 和 D 形盒半徑 R 決定 ， 與加速電壓無關(guān)． ? 例題 3： .如下圖，在平面直角坐標系 xOy內(nèi)，第 Ⅰ 象限存在沿 y軸負方向的勻強電場，第 Ⅳ 象限以 ON為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應強度為 m、電荷量為 q的帶正電粒子，從 y軸正半軸上 y ＝ h處的 M點，以速度 v0垂直于 y軸射入電場，經(jīng)x軸上 x ＝ 2h處的 P點進入磁場，最后以垂直于 y軸的方向射出磁場 .不計粒子重力 .求： ? （ 1）電場強度的大小 E. ? （ 2）粒子在磁場中運動的軌 ? 道半徑 r. ? （ 3）粒子從進入電場到離開 ? 磁場經(jīng)歷的總時間 t. ? 解析：粒子的運動軌跡如下圖所示： ? （ 1）設(shè)粒子在電場中運動的時間為 t1， x、 y方向： ? 2h＝ v0t1， h＝ at2/2，根據(jù)牛頓第二定律 Eq＝ ma， ? 求出 E＝ mv02/(2qh) ? （ 2）根據(jù)動能定理： Eqh＝ mv2/2－ mv02/2. ? 設(shè)粒子進入磁場時速度為 v，根據(jù) Bqv＝ mv2/r得： ? （ 3）粒子在電場中運動的時間： ? 粒子在磁場中運動的周期： ? 設(shè)粒子在磁場中運動的時間為： t2＝ ? 求出 t＝ t1＋ t2＝ ? 答案：見解析 2mvrBq?102htv?2 mTBq??38T0234hmv Bq??
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