帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的科技應(yīng)用-文庫吧在線文庫
【正文】 習(xí)題4霍爾效應(yīng)—電場(chǎng)力與洛倫茲力作用下的偏轉(zhuǎn)與平衡選修31，103頁，課題研究電磁流量計(jì)—電場(chǎng)力與洛倫茲力作用下的偏轉(zhuǎn)與平衡選修32，18頁課后習(xí)題7電子感應(yīng)加速器—電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)選修32，19頁，例題、教材正文發(fā)電機(jī)—安培力矩選修32，33頁，科學(xué)漫步帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的科技應(yīng)用 新課程教材在習(xí)題的選擇上突出“一道好習(xí)題，就是一個(gè)科學(xué)問題”的理念，強(qiáng)調(diào)“應(yīng)多選擇有實(shí)際背景或以真實(shí)的生活現(xiàn)象為依據(jù)的問題，即訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力，又聯(lián)系科學(xué)、生產(chǎn)和生活的實(shí)際”?！ 〈鸢福篈D （1）設(shè)被加速的電子被“約束”在半徑為r的圓周上運(yùn)動(dòng)，整個(gè)圓面區(qū)域內(nèi)的平均磁感應(yīng)強(qiáng)度為，求電子所在圓周上的感生電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小與的變化率滿足什么關(guān)系。 感生電場(chǎng)的大小。 在切線方向：， 將②式對(duì)時(shí)間微分得 帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的科技應(yīng)用主要有示波器、靜電分選器、噴墨打印機(jī)。在圖中熒光屏上標(biāo)出亮斑的大體位置A。 電子以v0速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電壓為U1的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，將做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，則有 故cm 點(diǎn)評(píng)：此題考查了質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)、原理和用途?！ 。?）若兩板間不加電壓，三角形區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，要使粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后能從AB邊射出，試求所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值。解此類問題的關(guān)鍵是做出帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，抓住物理過程變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（列出對(duì)應(yīng)的狀態(tài)方程），找出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑與磁場(chǎng)邊界的約束關(guān)系。若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)而保留電場(chǎng)不變，另一個(gè)同樣的粒子b（不計(jì)重力）仍以相同初速度由O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b（ ?。┙饘侔迮c水流方向平行?！ 〗馕觯海?）當(dāng)水中流動(dòng)的帶電離子進(jìn)入磁場(chǎng)后將在兩板之間形成電勢(shì)差，當(dāng)所受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力相平衡時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?！ ↑c(diǎn)評(píng)：此題是以磁流體發(fā)動(dòng)機(jī)為背景的高考試題，求解發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)仍可利用解決速度選擇器的方法，可見磁流體發(fā)動(dòng)機(jī)為速度選擇器的變式。當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，EH和UH達(dá)到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式UH＝RH，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖像如圖14所示。導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的電子定向移動(dòng)形成電流，電流方向向右，實(shí)質(zhì)是電子向左運(yùn)動(dòng)?！ ．提出的實(shí)例或設(shè)想合理即可但實(shí)際顯示卻為負(fù)值?！ 〗馕觯海?）畫出測(cè)量管的截面圖（從原圖有左向右側(cè)面看）如圖16所示，正離子垂直于紙面向里運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則，受洛侖茲力指向a；負(fù)離子垂直于紙面向里運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則，受洛侖茲力指向c，則a邊聚集正電荷，c邊聚集負(fù)電荷，形成電壓，當(dāng)電壓穩(wěn)定時(shí)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡?！ ≥斎腼@示儀表的是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U一一對(duì)應(yīng)，E 與液體電阻率無關(guān)，而r隨電阻率的變化而變化，由③式可看出，r變化相應(yīng)地U也隨之變化。所以，在備考中，多選擇有實(shí)際背景、科技背景或以真實(shí)的生活現(xiàn)象為依據(jù)的問題，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題。解此類問題的關(guān)鍵一是善于利用降維策略，將立體圖形平面化；二是讀懂題意，將復(fù)雜的情景模型化，轉(zhuǎn)化為電路問題?！ ÷?lián)立解得 A．c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率的變化而變化，從而會(huì)影響顯示儀表的示數(shù)。設(shè)磁場(chǎng)均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。 例9．（09 由題意得UH＝RH b．利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程。 ?。?）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達(dá)式。北京卷）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域?！ 。?）兩板間河水的內(nèi)阻 （1）該發(fā)電裝置的電動(dòng)勢(shì)； 例7．（10 C．運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電場(chǎng)中的電勢(shì)能一定減小 由牛頓第二定律得 由幾何關(guān)系得： 解得一個(gè)質(zhì)量為、電量為的粒子沿兩板中心線以初速度水平射入，
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