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正文內(nèi)容

20xx_最新_高考物理磁場_5_磁場在科技生活中的運(yùn)用(編輯修改稿)

2024-09-07 13:15 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 1 1 2 2 1 2 1 22( 39。 ) ( 39。 ) ( ) ( )t t t t t d m m m mq U q B?? ? ? ? ? ? ? ? ?⑩ 點(diǎn)撥: 質(zhì)譜儀的主要原理是帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn),在現(xiàn)代技術(shù)中有著重要的應(yīng)用,處理問題時(shí)要注意對帶電粒子運(yùn)動過程以及工作原理的分析。同時(shí)在物理學(xué)習(xí)中, “同中求異,異中求同 ”是解決問題的重要思維方法。 例 3: 電視機(jī)的顯像管中,電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。電子束經(jīng)過電壓為 U 的加速電場后,進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū),如圖所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)的中心為 O,半徑為 r。當(dāng)不加磁場時(shí),電子束將通過 O 點(diǎn)而打到屏幕的中心 M 點(diǎn)。為 了讓電子束射到屏幕邊緣 P,需要加磁場,使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度 ? ,此時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 應(yīng)為多少? —— 最專業(yè)的中小學(xué)教學(xué)資源共享平臺 新課標(biāo)教學(xué)網(wǎng)( ) 海量教學(xué)資源歡迎下載! 第 5 頁 共 10 頁 解析 電子在磁場中沿圓弧 ab 運(yùn)動,圓心為 C,半徑為 R。以 v 表示電子進(jìn)入磁場時(shí)的速度,m、 e 分別表示電子的質(zhì)量和電量,則 21eU mv2? ① 2mvevBR? ② 又有 tan2 rR?? ③ 由以上各式解得 12B = ta n2mUre ? ④ 點(diǎn)評 :帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動,其圓心、半徑的確定是解題的關(guān)鍵。圓心的確定是畫出粒子運(yùn)動軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是射入和射出磁場的兩點(diǎn))的洛倫茲力的方向,沿兩個(gè)洛倫茲力方向畫其延長線,兩個(gè)延長線的交點(diǎn) 即為圓心;半徑的確定,一般是利用幾何知識、解三角形的方法及圓心角等于圓弧上弦切角的兩倍等知識。此外,還常常會涉及在磁場中運(yùn)動時(shí)間的確定,通常是利用圓心角與弦切角的關(guān)系或四邊形內(nèi)角和為 360176。計(jì)算出圓心角的大小,再由 tT2????(或tT360???)求出運(yùn)動時(shí)間。 例 4: 電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體 ( 如污水 )在管中的流量 (在單位時(shí)間內(nèi)通過管內(nèi)橫截 面的流體的體積 ),為了簡化 ,假設(shè)流量計(jì)是如圖所示的 橫截面為長方形的一段管道 ,其中空 部分的長、寬、高分別為圖中的 a、 b、 c。流量計(jì)的兩端與輸送流體的管道相連接(圖中虛線)。圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料?,F(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于前后兩面。當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí),在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻 R 的電流表的兩端連接, I 表示測得的電流值。已知流體的電阻率為 ρ。不計(jì)電流計(jì)的內(nèi)阻,則可求得流量為 ( ) A. )(acbRBI ?? B. )(cbaRBI ?? C. )(bacRBI ?? D. )(abcRBI ?? 解析: 在流量計(jì)的前后兩面加上勻強(qiáng)磁場后,導(dǎo)電流體經(jīng)過管道時(shí)受洛倫茲力作用會發(fā)生偏移(即霍爾效應(yīng) ),穩(wěn)定時(shí),由 qvB= qE 得上、下兩側(cè)面間的電勢差為: U= Ec= vBc —— 最專業(yè)的中小學(xué)教學(xué)資源共享平臺 新課標(biāo)教學(xué)網(wǎng)( ) 海量教學(xué)資源歡迎下載! 第 6 頁 共 10 頁 它相當(dāng)于電源電動勢,所以測量電路可等效成上圖。 圖中 E= U= vBc,電源內(nèi)阻就是處于流量計(jì)內(nèi)的導(dǎo)電液體電阻,即 r= ρsL= ρa(bǔ)bc 所以流過電流表電流為: I=RrE
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