帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(8)(存儲(chǔ)版)
【正文】 中流動(dòng)時(shí)流量的儀器． (2 ) 原理：設(shè)導(dǎo)管的直徑為 d ，用非磁性材料制成，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ， a 、 b 間電勢(shì)差為 U ，則流量 Q ＝ S v ＝ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ＝ _ _ _ _ _ _ _ _ . π( 12 d )2 UBd πdU4B 菜 單 隨堂檢測(cè) 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 固基礎(chǔ) 考點(diǎn)突破 新課標(biāo) 提知能 (1)“ 電偏轉(zhuǎn) ” 和 “ 磁偏轉(zhuǎn) ” 分別是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì) (運(yùn)動(dòng) )電荷的電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用控制其運(yùn)動(dòng)方向和軌跡 ． (2)兩類運(yùn)動(dòng)的受力情況和處理方法差別很大 ， 要首先進(jìn)行區(qū)別分析 ， 再根據(jù)具體情況處理 ． 菜 單 隨堂檢測(cè)緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 新課標(biāo) 提知能 圖 8－ 3－ 11 1． 如圖 8－ 3－ 11所示 ， 水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板 a、 b相距d＝ m， a、 b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為 E＝ 105 N/C， b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B＝ T、 方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ． 今有一質(zhì)量為 m＝ 10－ 25 kg、 電荷量為 q＝ 10－ 18 C的帶正電的粒子 (不計(jì)重力 )， 從貼近 a板的左端以v0＝ 106 m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng) ， 剛好從狹縫 P處穿過(guò) b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 最后粒子回到 b板的 Q處 (圖中未畫(huà)出 )． 不計(jì)板 a、 b的厚度 ， 求 P、 Q之間的距離 L. 菜 單 隨堂檢測(cè)緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 固基礎(chǔ) 考點(diǎn)突破 新課標(biāo) 提知能 圖 8－ 3－ 12 (2021固基礎(chǔ) 考點(diǎn)突破 新課標(biāo) 提知能 2． (2021 新課標(biāo) 提知能 已知 t ＝ 0 時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在 t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)．上述 m 、 q 、 l 、 t0、 B 為已知量． ( 不考慮粒子間相互影響及返回極板間的情況 ) (1 ) 求電壓 U0的大??； (2 ) 求12t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑； (3 ) 何時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短？求此最短時(shí)間． 【易錯(cuò)剖析】 ( 1 ) 不能正確分析帶電粒子在不同時(shí)刻進(jìn)入板間電場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不同，錯(cuò)誤地認(rèn)為進(jìn)入磁場(chǎng)的速度與第 ( 1 ) 問(wèn)相同 ． ( 2 ) 粒子進(jìn)入電場(chǎng)后，向上偏轉(zhuǎn)的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，偏轉(zhuǎn)量最大的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，有的同 學(xué)按向下偏轉(zhuǎn)的情況求解最短時(shí)間 ． ( 3 ) 用公式 t＝θ2π 新課標(biāo) 固基礎(chǔ) 考點(diǎn)突破緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)提知能 【解析】 由于海水向北流動(dòng)，地磁場(chǎng)有豎直向下的分量，由左手定則可知，正電荷偏向西極板，負(fù)電荷偏向東極板， 即西側(cè)極板電勢(shì)高，東側(cè)極板電勢(shì)低，故選項(xiàng) A 正確；對(duì)于流過(guò)兩極板間的帶電粒子有： q v B2＝ qUd，即 v ＝UB2d＝0 . 2 10－ 30 . 5 10－ 4 20 m / s ＝ 0 . 2 m/s ，故選項(xiàng) D 正確 ． 【 答案 】 AD 菜 單 隨堂檢測(cè) 新課標(biāo) 提知能 圖 8 － 3 － 18 4 ． ( 2 0 1 1 新課標(biāo) 提知能 5． (2021緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 固基礎(chǔ) 考點(diǎn)突破提知能 課時(shí)知能訓(xùn)練 本小節(jié)結(jié)束 請(qǐng)按 ESC鍵返回 。 新課標(biāo) 提知能 (2)若撤去電場(chǎng) ， 如圖 (b)， 已知粒子從 OA的延長(zhǎng)線與外圓的交點(diǎn) C以速度 v2射出 ， 方向與 OA延長(zhǎng)線成 45176。 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)提知能 【解析】 ( 1 ) 設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為 m ，電荷量為 q ，初速度為 v ，電場(chǎng) 強(qiáng)度為 E .可判斷出粒子受到的洛倫茲力沿 x 軸負(fù)方向，于是可知電場(chǎng)強(qiáng)度沿 x 軸正方向 且有 qE ＝ q v B ① 又 R ＝ v t0② 則 E ＝BRt0. ③ ( 2 ) 僅有電場(chǎng)時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng) 在 y 方向位移為 y ＝ vt02④ 由 ②④ 式得 y ＝R2⑤ 設(shè)在水平方向位移為 x ，因射出位置在半圓形區(qū)域邊界上，于是 x ＝32R 菜 單 隨堂檢測(cè) 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)廈門(mén)模擬 )如圖 8－ 3－ 17是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖 ． 帶電粒子 a、 b經(jīng)電壓 U加速 (在 A點(diǎn)初速度為零 )后 ， 進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ， 最后分別打在感光板 S上的 x x2處 ． 圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子 a、 b所通過(guò)的路徑 ， 則 ( ) A． a的質(zhì)量一定大于 b的質(zhì)量 B． a的電荷量一定大于 b的電荷量 C． a運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于 b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 D． a的比荷 (qa/ma)大于 b的比荷 (qb/mb) 菜 單 隨堂檢測(cè) 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)緊練兵 一輪復(fù)習(xí) 提知能 圖 8 － 3 － 15 1 ． ( 2 0 1 1 新課標(biāo) 提知能 【正確解答】 ( 1 ) t ＝ 0 時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)， t0時(shí)刻剛好從極板邊緣射出，在 y 軸負(fù)方向偏移的距離為12l ，則有12l ＝12at20① qE ＝ ma ② E ＝U0l③ 聯(lián)立 ①②③ 式，解得兩板間電壓為 U0＝ml2qt20. ④ ( 2 )12t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子，前12t0時(shí)間在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，后12t0時(shí)間兩板間沒(méi)有電場(chǎng)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng) ． 帶電粒子沿 x 軸方向的分速度大小為 v0＝lt0⑤ 菜 單 隨堂檢測(cè) 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)提知能 (1)求從狹縫 S2射出的離子速度 v0的大??； (2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) E 后做類平拋運(yùn)動(dòng)，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 菜 單 隨堂檢測(cè) 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)提知能 【解析】 ( 1 ) 小球離開(kāi)軌道后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)時(shí)的速度為 v ，在小球沿軌道從 A 運(yùn)動(dòng)到 C 的 過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)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(cè) 新課標(biāo) 物理 （山東專用） 課時(shí)知能訓(xùn)練 自主落實(shí)提知能 ② 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 應(yīng)用牛頓定律結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解 ． ③ 當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解 ． ④ 對(duì)于臨界問(wèn)題 ， 注意挖掘隱含條件 ． 2． 復(fù)合場(chǎng)中粒子重力是否考慮的三種情況 (
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