10磁場易錯題-資料下載頁
2025-08-04 07:17本頁面
【正文】 粒子在磁場中的運動和能量變化。這道題計算量很小，要求對動能定理、電場力、磁場力等基本概念、基本規(guī)律有比較深入的理解，而且能夠與題目所給的帶電粒子的運動相結(jié)合才能求得解答。在結(jié)合題意分析時，特別要注意對關(guān)鍵詞語的分析。本題中：“逸出場區(qū)”的準確含義是從任何一個邊界逸出場區(qū)均可?！ ±?5初速度為零的離子經(jīng)過電勢差為U的電場加速后，從離子槍T中水平射出，與離子槍相距d處有兩平行金屬板MN和PQ，板長和板間距也為d。整個空間存在一磁感強度為B的勻強磁場如圖1026所示。不考慮重力的作用，荷質(zhì)比q/m（q，m分別為離子的帶電量與質(zhì)量），應(yīng)在什么范圍內(nèi)，離子才能打到金屬板上？【錯解】離子在離子槍內(nèi)加速，出射速度為 (1) 由牛頓第二定律離子在磁場中離子的加速度為 (2)離子在磁場中做平拋運動x2d=vt (3) (4)解方程組：(1)(2)(3)(4)，得 【錯解分析】離子在離子槍中的的加速過程分析正確，離子進入磁場的過程分析錯誤。做平拋運動物體的加速度為一恒量，僅與初速度垂直。而洛侖茲力總與速度方向垂直，洛侖茲力大小不變、方向變化，它是個變力。離子在磁場中應(yīng)做勻速圓周運動?！ 菊_解答】設(shè)離子帶負電，若離子正好打到金屬板的近側(cè)邊緣M，則其偏轉(zhuǎn)半經(jīng)滿足關(guān)系即得： (1) 若離子正好打到金屬板的遠側(cè)邊緣N，則其偏轉(zhuǎn)半徑滿足關(guān)系得： (2)由牛頓第二定律可得 (3)即 (4) 因離子從離子槍射出的速度v由離子槍內(nèi)的加速電場決定 得： (5) 代入式④即得 (6)討論：由以上方程組可知，比荷在 范圍內(nèi)才能打在極板上?！ 拘〗Y(jié)】 本題考查的能力要求體現(xiàn)在通過對邊界條件的分析，將復(fù)雜的問題分解為若干個簡單問題；把未知的問題轉(zhuǎn)化為已知條件。并且通過幾何關(guān)系找出大小兩個半徑來。從錯解中還可以看出，熟練掌握基本的物理模型的特點（加速度與初速度的關(guān)系或加速度與位移之間的關(guān)系等）對正確選擇解題思路的重要性?！ ±?6 如圖1027所示，一塊銅塊左右兩面接入電路中。有電流I自左向右流過銅塊，當一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直前表面穿入銅塊，從后表面垂直穿出時，在銅塊上、下兩面之間產(chǎn)生電勢差，若銅塊前、后兩面間距為d，上、下兩面間距為L。銅塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子電量為e，求銅板上、下兩面之間的電勢差U為多少？并說明哪個面的電勢高。 【錯解】電流自左向右，用左手定則判斷磁感線穿過手心四指指向電流的方向，正電荷受力方向向上，所以正電荷聚集在上極板?！ 惧e解分析】隨著正負電荷在上、下極板的聚集，在上、下極板之間形成一個電場，這個電場對正電荷產(chǎn)生作用力，作用力方向與正電荷剛進入磁場時所受的洛侖茲力方向相反。當電場強度增加到使電場力與洛侖茲力平衡時，正電荷不再向上表面移動。在銅塊的上、下表面形成一個穩(wěn)定的電勢差U。研究電流中的某一個正電荷，其帶電量為q，根據(jù)牛頓第二定律有 由電流的微觀表達式I=nqSv 由幾何關(guān)系可知S=dL 解方程得： 上述解法錯在對金屬導(dǎo)電的物理過程理解上。金屬導(dǎo)體中的載流子是自由電子。當電流形成時，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子逆著電流的方向做定向移動。在磁場中受到洛侖茲力作用的是自由電子?！ 菊_解答】銅塊的電流的方向向右，銅塊內(nèi)的自由電子的定向移動的方向向左。用左手定則判斷：四指指向電子運動的反方向，磁感線穿過手心，大拇指所指的方向為自由電子的受力方向。圖1028為自由電子受力的示意圖。 隨著自由電子在上極板的聚集，在上、下極板之間形成一個“下正上負”的電場，這個電場對自由電子產(chǎn)生作用力，作用力方向與自由電子剛進入磁場時所受的洛侖茲力方向相反。當電場強度增加到使電場力與洛侖茲力平衡時，自由電子不再向上表面移動。在銅塊的上、下表面形成一個穩(wěn)定的電勢差U。研究電流中的某一個自由電子，其帶電量為e，根據(jù)牛頓第二定律有 由電流的微觀表達式I= neSv = nedLv?！ 〗夥匠痰茫骸 拘〗Y(jié)】 本題的特點是物理模型隱蔽。按照一部分同學的理解，這就是一道安培力的題目，以為伸手就可以判斷安培力的方向。仔細分析電荷在上、下兩個表面的聚集的原因，才發(fā)現(xiàn)是定向移動的電荷受到洛侖茲力的結(jié)果。因此，深入分析題目中所敘述的物理過程，挖出隱含條件，方能有正確的思路
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1