【正文】 【 解析 】 （ 1）當最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時，煙塵就被全部吸附。 例 11： 如圖 812 所示是靜電分選器的原理示意圖，將磷酸鹽和石英的混合顆粒由傳送帶送至兩個豎直的帶電平行板上方，顆粒經(jīng)漏斗從電場區(qū)域中央處開始下落，經(jīng)分選后的顆粒分別裝入 A、 B 桶中，混合顆粒離開漏斗進入電場時磷酸鹽顆粒帶正電，石英顆粒帶負電，所有顆粒所帶的電量與質(zhì)量之比均為 10－ 5 C/kg．若已知兩板間的距離為10 cm，兩板的豎直高度為 50 cm．設(shè)顆粒進入電場時的初速度為零，顆粒間相互作用不計．如果要求兩種顆粒離開兩 極板間的電場區(qū)域時有最大的偏轉(zhuǎn)量且又恰好不接 觸到極板．（ 1）兩極板間所加的電壓應(yīng)多大 ?（ 2）若帶電平行板的下端距 A、 B桶底高度為 H＝ m，求顆粒落至桶底時速度的大小．（ g＝ 10 m/s2） 【 審題 】 顆粒在電場中受電場力和重力的作用，在豎直方向上的分運動為自由落體運動，下落距離為極板高度 L，顆粒沿水平方向的分運動為勻加速直線運動，離開電場時顆粒在水平方向為勻變速直線運動規(guī)律，利用運動學(xué)公式和牛頓運動定律以及動能定理求解。根據(jù)這種性質(zhì)，在本題中若設(shè)小球所帶電量為 q、場強為 E，則小球從釋放點到左側(cè)最高點電勢能的增加量應(yīng)該等于 qEl(1+ sinθ )。 【 審題 】 1．在本題中，小球擺動的過程是電荷克服電場力做功（電場力做負功）的過程 —— 重力勢能減少，電勢能增加。 例 8：質(zhì)量 m=，帶電荷量ｑ＝－４ 107C 的帶電微粒以 v0=10m/s 的速度從水平放置的平行金屬板 A、 B 的中央飛入板間，如圖 89 所示，已知板長 L=，板間距離 d=，當 UAB=103伏時，帶電粒子恰好沿直線穿過板間，則 AB 間所加電壓在 【 審題 】當 UAB=103伏時，帶電粒子恰好沿直線穿過板間，說明微粒的重力要考慮，要使帶電粒子能從板間飛出， AB 間所加電壓必定是一個范圍，從上板邊緣飛出對應(yīng)最高電壓，從下板邊緣飛出對應(yīng)最低電壓，利用平衡條件、牛頓第二定律及運動學(xué)公式便可求出。只 有在勻強電場中帶電粒子才會作勻加速運動。 【 解析】 （１）設(shè)粒子在Ａ點射入，則Ａ點的軌跡切線方向就是粒子 q 的初速 v0的方向（如圖87 乙）。 (四 )示波管原理 1．構(gòu)造及功能 如圖 85 所示 （１）電子槍：發(fā)射并加速電子． （２）偏轉(zhuǎn)電極ＹＹ＇：使電子束豎直偏轉(zhuǎn)（加信號電壓） 偏轉(zhuǎn)電極ＸＸ＇：使電子束水平偏轉(zhuǎn)（加掃描電壓） （ 3）熒光屏． 2．原理： ○ 1 ＹＹ＇作用：被電子槍加速的電子在ＹＹ＇電場中做勻變速曲線運動，出電場后做勻速直線運動打到熒光屏上，由幾何知識 39。 （ 1）運動分析：若粒子受力方向與運動方向相同，則粒子加速運動；若粒子受力方向與運動方向相反，則粒子減速運動。 因為質(zhì)子和鈉離子所帶的電量相同，而鈉離子的質(zhì)量卻比質(zhì)子大得多，所以可斷定 ——電場加速后的質(zhì)子速度應(yīng)比鈉離子大得多。 例 1： 如圖 81 所示，帶電粒子在電場中的加速：在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓 U，兩板間有一個帶正電荷 q 的帶電粒子，它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負極板運動，到達負極板時的速度有多大？（不考慮帶電粒子的重力） 【 審題 】本題是帶電粒子在勻強電場中的加速問題，物理過程是電場力做正功，電勢能減少，動能增加，利用動能定理便可解決。要優(yōu)先考慮使用場力功與粒子動能變化關(guān)系，使用動能定理來解，尤其是在非勻強電場中，我們無法使用牛頓第二定律來處 理的過程，而動能定理只考慮始末狀態(tài)，不考慮中間過程。 但是要特別注意：有時研究的問題不是微觀帶電粒子，而是宏觀帶電物體，那就不允許忽略重力影響了。 二、難點突破策略： 帶電微粒在電場中運動是電場知識和力學(xué)知識的結(jié)合，分析方法和力學(xué)的分析方法是基本相同的：先受力分析，再分析運動過程，選擇恰當物理規(guī)律解題。根據(jù) ab 桿達最大速度時合外力為零可求其最大速度。 例 9： 如圖 77 所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌 MN、 PQ 平行放置在傾角為θ的絕緣斜面 上，兩導(dǎo)軌間距為 L。 0～ ，感應(yīng)電流沿逆時針方向且大小不變，所以 垂直紙面向里的磁場在均勻增強或垂直紙面向外的磁場在均勻減弱； ～ ，感應(yīng)電流沿順時針方向，所以垂直紙面向里的磁場在均勻減弱或垂直紙面向外的磁場在均勻增強； ～ 2s 的情況同 0～. 【 解析 】 A 選項中 0～ ， 磁場垂直紙面向外且均勻增加，與圖乙中 感應(yīng)電流方向 矛盾，故 A 錯； B 選項中 0～ ， 磁場垂直紙面向外且均勻減弱符合條件，但 ～ 1s， 磁場垂直紙面向里且均勻增強與圖乙中 感應(yīng)電流方向矛盾，故 B 錯； C 選項中 0～ ， 磁場垂直紙面向里且均勻增強， ～ 1s， 磁場垂直紙面向里且均勻減弱， 1～ ， 磁場垂直紙面向外且均勻增強， ～ 2s， 磁場垂直紙面向外且均勻減弱，都與題意相付，故 C 對； D選項中 0～ ， 磁場垂直紙面向里且均勻增強， ～ ， 磁場垂直紙面向里且均勻減弱， ～ 2s 磁場垂直紙面向里且均勻增強，都與題意相付，故 D 對。 【 審題 】磁場有邊界時，線圈 abcd 從圖示位置轉(zhuǎn)過 530 的過程中，穿過線圈的磁通量始終沒有變化，所以此過程感應(yīng)電動勢始終為零；在 線圈 abcd 從圖示位置轉(zhuǎn)過 1800 的過程中，初末狀態(tài)磁通量大小不變，但方向改變，所以2121 LBL56L53BL2 ?????。 本題是導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的情況，棒上各點的速率不相等，由 v=ω r 知，棒上各點的線速度跟半徑成正比，故可用棒的中點的速率作為平均切割速率代入公式 E=Blv 求解。 【 審題 】求 通過電阻 R 的電荷量首先須求出通過電阻 R 的平均電流，由于電阻 R 已知，因此根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出這一過程的平均感應(yīng)電動勢是解題關(guān)鍵。 【 審題 】 磁通量的變化率t???與匝數(shù) N 無關(guān)，因為磁通量表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)，穿過一匝線圈和穿過 N 匝線圈的磁感線條數(shù)是一樣的。但三種特殊情況中的公式通常用來求感應(yīng)電動勢的瞬時值。 ⑶矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直于磁場的任意軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢何時用E=nBsω sinθ計算，何時用 E=nBsω cosθ計算，最容易記混。 應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的 三種特殊情況 E=Blv、 ?221BlE?、 E=nBsω sinθ（或E=nBsω cosθ）解決問題時，不注意各公式應(yīng)用的條件，造成公式應(yīng)用混亂從而形成難點。處理 這類問題，最好畫圖找 B、 l、 v 三個量的關(guān)系，如若不兩兩垂直則在第 2 頁 共 21 頁 圖上畫出它們兩兩垂直的有效分量，然后將有效分量代入公式 E=Blv 求解。推導(dǎo)這兩個公式時，如果能根據(jù)三維空間的立體圖準確畫出二維空間的平面圖，問題就會迎刃而解 。 D 選項中單位時間內(nèi)穿過回路的磁通量變化量即磁通量變化率t???，它越大 感應(yīng)電動勢 E 就越大，故 D 對。 例 3： 如圖 71 所示，兩條平行且足夠長的金屬導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中， B的方向垂直導(dǎo)軌平面。 答案： C 【 總結(jié) 】應(yīng)用感應(yīng)電動勢的計算公式 E=Blv 時，一定要注意 B、 l、 v 必須兩兩垂直，若不垂直要取兩兩垂直的有效分量進行計算。若線圈 ab 邊長為 L1， ad 邊長為 L2，在磁場外部分為2L52，則 ⑴線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 530 時的感應(yīng)電動勢的大小為 。設(shè)垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度方向為正，垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度方向為負。 圖 75 圖 76 第 7 頁 共 21 頁 【 審題 】導(dǎo)體棒做切割磁感線運動，導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相當于閉合回路的電源，所以題中 R 是外電阻， 金屬棒為電源且電源內(nèi)阻不計。求： ⑴在加速下滑過程中，當 ab 桿的速度大小為 v 時桿中的電流及桿的加速度大??； ⑵在下滑過程中， ab 桿可以達到的速度最大值。 圍繞‘電場’、‘帶電粒子’問題中的力學(xué)知識（如：庫侖定律、電場強度、電場力、電場線）與能量知識（如：電勢、電勢能、電勢差、等勢面、電勢能的變化、電場力的功）模糊混淆導(dǎo)致了認知的困難。）如果近似地取 g=10 米 /秒 2，則電子所受的重力也僅僅是 meg= 1030 10=1029(牛 )。解答這種問題經(jīng)常運用電場和力學(xué)兩方面的知識和規(guī)律，具體內(nèi)容如下： 所需電場的知識和規(guī)律有： EqF?→ F=qE； W=qU； EdU?；電場線的性質(zhì)和分布；等勢面的概念和分布：電勢、電勢差、電勢能、電場力做功與電勢能變化關(guān)系 。 粒子動能的變化量等于電場力做的功。 2．若以 mp 表示質(zhì)子 11H 的質(zhì)量、以 e 表示質(zhì)子的電量，則根據(jù)所學(xué)過的原子核知識可知 —— α粒子 He42 的質(zhì)量應(yīng)為 4mp、電荷量應(yīng)為 2e；氚核 H31 的質(zhì)量應(yīng)為 3mp、電量應(yīng)為 e；鈉離子 Na? 的質(zhì)量比其它三種粒 子的質(zhì)量都大（由于是選擇判斷題，對此未記質(zhì)量數(shù)也無妨）、電量應(yīng)為 e。 (2)若 A 板電勢變化周期 T= 105 s,在 t=0 時將帶電粒子從緊臨 B 板處無初速釋放，粒子到達 A 板時動量的大??； (3)A 板電勢變化頻率多大時，在 t=4T到 t=2T時間內(nèi)從緊臨 B 板處無初速釋放該帶電粒子，粒子不能到達 A 板 . 【 審題 】本題需要正確識別圖像，由圖像提供的信息分析帶電粒子在電場中的受力，由受力情況得出粒子的運動情況，選擇正確的物理規(guī)律進行求解。 （ 1）垂直電場方向的分運動為勻速直線運動： t=L/V0； vx=v0 ； x=v0t （ 2）平行于電場方向是初速為零的勻加速運動： vy=at ,y=12 at2 經(jīng)時間 t 的偏轉(zhuǎn)位移： y=qU2md （ xV0 ） 2； 粒子在 t 時刻的速度： Vt= V02+Vy2 ； 時間相等是兩個分運動聯(lián)系橋梁； 偏轉(zhuǎn)角： tgφ =VyV0 =qUxmdv02 例 4： 如圖 84 所示，一束帶電粒