20xx人教版高中物理選修3-1第3章5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力(編輯修改稿)
2024-12-25 17:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? [特別提醒 ](1)電子、質(zhì)子、 α粒子等一般不計(jì)重力，帶電小球、塵埃、液滴等帶電顆粒一般要考慮重力的作用。 ? (2)注意重力、電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，洛倫茲力始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直，永不做功的特點(diǎn)。 五、洛侖茲力與現(xiàn)代科技 1 ． 速度選擇器 (1) 平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 互相垂直，這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來(lái)，所以叫做速度選擇器。 (2) 帶電粒子能夠勻速沿直線(xiàn)通過(guò)速度選擇器時(shí)的速度是 v＝EB。 ( 見(jiàn)下圖 ) [ 特別提醒 ] 只要帶電粒子的速率滿(mǎn)足 v ＝EB，即使 電性不． ． ．同．， 電荷不同． ． ． ．，也可沿直線(xiàn)穿出右側(cè)小孔，而其他速率的粒子要么上偏，要么下偏，無(wú)法穿出。因此利用這個(gè)裝置可以用來(lái)選擇某一速率的帶電粒子。 ? 2．磁流體發(fā)電機(jī) ? (1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。 ? (2)根據(jù)左手定則，如下圖中的 B板是發(fā)電機(jī)正極。 ? (3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為 d，等粒子體速度為 v，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，則兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差 U＝ Bdv。 ? 一種測(cè)量血管中血流速度的儀器原理圖，如圖所示，在動(dòng)脈血管兩側(cè)分別安裝電極并加磁場(chǎng)，設(shè)血管直徑為 2mm，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)感度為 ，電壓表測(cè)出的電壓為 V，則血流速度大小為_(kāi)______ m/s。 ? 答案： 解析： 血液中有正、負(fù)離子，當(dāng)血液流動(dòng)時(shí)，血液中的正負(fù)離子受到洛倫茲力，使血管上、下壁出現(xiàn)等量異號(hào)電荷，使血管內(nèi)又形成一個(gè)電場(chǎng)，當(dāng)離子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力相等時(shí)，血液上、下兩壁間形成穩(wěn)定電場(chǎng)，存在穩(wěn)定電壓，血液在血管中勻速流動(dòng)。即 qE ＝ q v B ， qUd＝ q v B ， v ＝UBd＝ 10－ 3 2 10－ 3 m/s ＝ 3m/s 。 考點(diǎn)題型設(shè)計(jì) ? 在下圖所示的各圖中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為 B，帶電粒子的速率均為 v，帶電荷量均為 q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小和方向。 ?洛倫茲力的大小和方向 解析： (1) 因 v ⊥ B ，所以 F ＝ q v B ，方向與 v 垂直斜向上。 (2) v 與 B 夾角為 30176。 ，取 v 與 B 垂直分量， 故 F ＝ q v B s in30176。 ＝12q v B ，方向垂直紙面向里。 (3) 由于 v 與 B 平行，所以不受洛倫茲力。 (4) v 與 B 垂直，故 F ＝ q v B ，方向與 v 垂直斜向上。 答案： (1) q v B 垂直 v 向左上方 (2)12q v B 垂直紙面向里 (3) 不受洛倫茲力 (4) q v B 垂直 v 向左上方 ? 點(diǎn)評(píng)： 在計(jì)算洛倫茲力的大小時(shí)，要注意 v應(yīng)取與 B垂直的分量。洛倫茲力的方向垂直于 v與 B所決定的平面。 ? (哈爾濱六中 2020～ 2020學(xué)年高二下學(xué)期開(kāi)學(xué)測(cè)試 )用細(xì)線(xiàn)和帶電小球做成的擺，把它放置在某勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，在帶電小球擺動(dòng)的過(guò)程中，連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，相同的物理量是 (不計(jì)空氣阻力 )( ) ? A．小球受到的洛倫茲力 ? B．?dāng)[線(xiàn)的張力 ? C．小球的速度 ? D．小球的動(dòng)能 ? 答案： D 解析： 設(shè)小球帶正電，則小球向右擺到最低點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力的方向向上，小球向左擺到最低點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力的方向向下，故 A 錯(cuò)誤；設(shè)擺球所帶電量為 q ，擺線(xiàn)長(zhǎng)為 r ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ，在最低點(diǎn)時(shí)的速度為 v ，在擺動(dòng)過(guò)程中，洛倫茲力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以到達(dá)最低點(diǎn)速度相等，小球
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