【正文】 若測出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場的軌道直徑為d, 則, 所以同位素的荷質(zhì)比和質(zhì)量分別為。 同位素荷質(zhì)比和質(zhì)量的測定: 粒子通過加速電場, 根據(jù)功能關(guān)系, 有。 如圖, 設(shè)在電場方向側(cè)移后粒子速度為v, 當時: 粒子向f方向側(cè)移, F做負功——粒子動能減少, 電勢能增加, 有時, 粒子向F方向側(cè)移, F做正功——粒子動能增加, 電勢能減少, 有。 如何保證F和f的方向始終相反——將v0、E、B三者中任意兩個量的方向同時改變, 但不能同時改變?nèi)齻€或者其中任意一個的方向, 否則將破壞速度選擇器的功能。 當E和B一定時——調(diào)節(jié)加速電壓U的大小。 從功的角度——電場力對粒子不做功, 即。帶電粒子垂直射入E和B正交的疊加場——速度選擇器原理(如圖) 粒子受力特點——電場力F與洛侖茲力f方向相反 粒子勻速通過速度選擇器的條件——帶電粒子從小孔S1水平射入, 勻速通過疊加場, 并從小孔S2水平射出, 從不同角度看有三種等效條件: 從力的角度——電場力與洛侖茲力平衡, 即qE = Bqv0。 用能量的觀點分析, 包括動能定理與能量守恒定律。恰當?shù)仂`活地運用動力學的三個基本方法解決問題是目的: 牛頓運動定律是物體受力與運動狀態(tài)的瞬時對應關(guān)系, 而運動學公式只適用于勻變速直線運動。解決與力學知識相聯(lián)系的帶電體綜合問題的基本思路: 正確的受力分析是前提: 除重力、彈力外, 要特別注意對電場力和磁場力的分析。 （3）在應用能的轉(zhuǎn)換和守恒定律時，分析參與轉(zhuǎn)化的能量形式時，不僅要考慮機械能和內(nèi)能，還要考慮電勢能。尤其注意計算合力時不要排除洛侖茲力。為了防止研究的失誤，我們特別提請注意的是： （1）牛頓第二定律所闡明的合力產(chǎn)生加速度的觀點仍是我們計算微粒加速度的依據(jù)。在這種情況下，應用動能定理及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來研究微粒的運動具有普遍的意義。 無論微粒在復合場中如何運動，洛侖茲力對微粒不做功。若重力與電場力不相抵，微粒不可能再做勻速圓周運動，也不可能做與拋體運動類似的運動，而只能做一般曲線運動。這三種力的矢量和即是微粒所受的合外力，其運動加速度遵從牛頓第二定律。要使微粒在垂直磁場的平面內(nèi)運動，勻強磁場若沿水平方向，則所加的勻強電場必須與磁場方向垂直。在合外力不等于零的情況下微粒將做一般曲線運動，其運動加速度遵從牛頓第二定律；在合外力等于零的情況下，微粒將做勻速直線運動。微粒所受的合外力就是重力與洛侖茲力的合力。 無論帶電粒子在復合場中如何運動，由于只有電場力對帶電粒子做功，帶電粒子的電勢能與動能的總和是守恒的，用公式表示為 質(zhì)量較大的帶電微粒在復合場中的運動 這里我們只研究垂直射入磁場的帶電微粒在垂直磁場的平面內(nèi)的運動，并分幾種情況進行討論。在相互垂直的勻強電場與勻強磁場構(gòu)成的復合場中，如果粒子所受的電場力與洛侖茲力平衡，粒子將做勻速直線運動；如果所受的電場力與洛侖茲力不平衡，粒子將做一般曲線運動，而不可能做勻速圓周運動，也不可能做與拋體運動類似的運動。磁 場帶電粒子在勻強磁場及在復合場中的運動規(guī)律及應用知識要點： 帶電體在復合場中運動的基本分析: 這里所講的復合場指電場、磁場和重力場并存, 或其中某兩場并存, 或分區(qū)域存在, 帶電體連續(xù)運動時, 一般須同時考慮電場力、洛侖茲力和重力的作用。 （5）從前面兩個表對比可以看出豎直上拋的物體在通過同一位置時不管是上升還是下降物體的速率是相等的。也說明上升段與下降段所用的時間相等。（3）物體返回拋出點時的特點是h = 0。 豎直上拋運動的幾個特點： （1）物體上升到最大高度時的特點是vt = 0。 ⑶ ht = 0時物體返回拋出點?，F(xiàn)將結(jié)果例入下表：每個時刻的速度：符 號vtv0v1v2v3v4v5v6v7速度（m/s）3020100－10－20－30－40每段時間的位移：符 號hth0h1h2h3h4h5h6h7高度（m）025404540250－35小結(jié)： ⑴ 結(jié)合兩個表的數(shù)值可以看出：vt = 0時，上拋的物體在最高點（45m）。求高度用式14來求。解這個題目直接套公式就可以了，如求速度用式13來求?？紤]到重力加速度g是一個特定的加速度不宜將g寫做－，應在公式中符號“g”的前面加一個負號。 豎直上拋運動的規(guī)律。那么，豎直上拋運動是沿豎直方向的勻減速直線運動。這里應該提醒大家的是豎直上拋運動的加速度與豎直下拋運動的加速度（包括大小和方向）是一樣的，是同一個加速度。 結(jié)合上面我們對豎直下拋運動的分析和研究，不難想象豎直上拋運動可以表述為：物體只在重力作用下，初速度豎直向上的拋體運動叫豎直上拋運動。 豎直下拋運動的規(guī)律：將豎直下拋運動與自由落體運動相比，區(qū)別之處僅在于豎直下拋運動有初速度（v0）。所以，豎直下拋運動是沿豎直方向的勻加速直線運動。 既然一切拋體運動都是在恒定重力作用下的運動，那么它也就具有恒定的加速度，屬于勻變速運動。不同的拋體運動（如：平拋運動、斜拋運動、豎直上拋運動以及下面將要講到的豎直上拋運動）的區(qū)別僅在于初速度的方向。一切拋體運動并不是指拋的過程，而是指被拋的物體出手以后的運動。那么，自由落體運動的規(guī)律就可以用以下四個公式概括： （5） （6） （7） （8）四、豎直下拋運動。勻變速直線運動的規(guī)律可以用以下四個公式來概括： （1） （2） （3） （4）對于自由落體運動來說：初速度v0 = 0，加速度a = g。既然自由落體運動是初速度為零的豎直向下的勻加速直線運動。重力加速度的方向總是豎直向下的。盡管在地球上不同的地點和不同的高度自由落體加速度的值一般都不相同，但從以上數(shù)據(jù)不難看出在精度要求不高的情況下可以近似地認為在地面附近（不管什么地點和有限的高度內(nèi)）的自由落體加速度的值為：g = 。如：。 重力加速度的大小和方向。因為這個加速度是在重力作用下產(chǎn)生的，所以自由落體加速度也叫做重力加速度。 在同一地點，一切物體在自由落體運動中加速度都相同。綜上所述，自由落體運動是初速度為零的豎直向下的勻加速直線運動。而且，對不同的物體在同一個地點下落時的加速度也是相同的。 自由落體運動的特點。若想辦法排除空氣阻力的影響（如：改變物體形狀和大小，也可以把下落的物體置于真空的環(huán)境之中），讓物體下落時之受重力的作用，那么物體的下落運動就是自由落體運動。 什么是自由落體運動。因為自由落體運動和豎直上拋運動都屬于勻變速直線運動，因此，第二要掌握自由落體運動和豎直上拋運動的特點和規(guī)律，并能把勻變速直線運動的規(guī)律遷移到解決自由落體運動和豎直上拋運動的問題中。記得一位諾貝爾物理學獎獲得者曾經(jīng)說過“只有從實際抽象出來的才是科學的，只有科學的才是最聯(lián)系實際的”。下落的雨滴、飛落的樹葉沒有兩個雨滴和兩片樹葉的運動情況是完全相同的，這是因為它們在下落的過程中受到周圍空氣擾動的結(jié)果，但是，下落的雨滴、飛落的樹葉本質(zhì)上具有相同的共性。自由落體運動 豎直上拋運動落體運動和拋體運動是存在于自然界很普遍的一種運動形式。 ）互補，即q + q162。 第二、粒子的速度偏向角（），等于回旋角（a），并等于AB弦與切線的夾角——弦切角（q）的2倍，即 = a = 2q = w t。 第一、軌道圓心（O）總是位于A、B兩點洛侖茲力（f）的交點上或AB弦的中垂線（OO162。 在分析和解答帶電粒子作勻速圓周運動的問題時，除了應熟悉上述基本規(guī)律之外，還必須掌握確定軌道圓心的基本方法和計算、a和q的定量關(guān)系。 第二、荷質(zhì)比（q/m）相同的帶電粒子，在同樣的勻強磁場中，T、f和w相同。時——落侖茲力f = Bqvsinq = 0，帶電粒子以入射速度（v）作勻速直線運動，其運動方程為：s = vt （2）當v與B垂直，即q = 90176。 （1）當v與B平行，即q = 0176。因為任意形狀的平面線圈，都可以通過微分法，視為無數(shù)矩形元組成。）與B垂直；相對平行于B的任意轉(zhuǎn)軸，安培力矩均為零。所以安培力矩公式還可以表示為M = NBIS cosa 一般，規(guī)定通電線圈平面的法線方向由右手螺旋定則確定，即與環(huán)形電流中心的磁場方向一致。 （1）q角與a的區(qū)別與聯(lián)系 公式中的q角，表示線圈平面（S）與磁場中性面（S0）的夾角或線圈平面法線（n）與B方向的夾角，而不是線圈平面與B的夾角（a）。 公式的運動條件——一般只運用于勻強磁場。 第二、彎曲導線的有效長度L，等于兩端點連接直線的長度（如圖4所示）相應的電流方向，沿L由始端流向末端?；?80176。 sinq. 當q = 90176。當通以電流I時，安培力的大小可以表示為F = BIl sinq 式中q為B與I（或l）的夾角，Bsinq為B垂直于I的分量。 因為q +a = 90176。 （2）q角的物理意義——表示平面法線（n）方向與磁場（B）的夾角或平面（S）與磁場中性面（OO162。它不僅定義了的物理意義，而且還表明改變磁通量有三種基本方法，即改變B、S或q。 （3）與B的關(guān)系 = BScosq式中Scosq為面積S在中性面上投影的大小。磁通量（)和磁通密度（B） （1）磁通量（）——穿過某一面積（S）的磁感線的條數(shù)。 磁感線不能相交。 磁感線密的地方磁場強，疏的地方磁場弱。在這些曲線上每一點的切線方向，都和該點的磁場方向相同，這組曲線就叫磁感線。與該點是否存在通電導線無關(guān)。它的方向就是小磁針N極在該點所受磁場力的方向。磁感應強度 為了定量描述磁場的大小和方向，引入磁感應強度的概念，在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，受到磁場力F跟電流強度I和導線長度L的乘積IL的比值，叫通電導線所在處的磁感應強度。 （2）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)——磁體、電流和運動電荷的磁場都產(chǎn)生于電荷的運動，并通過磁場而相互作用。S位移 梯形面積（即速度圖線與橫軸之間的面積）磁 場磁場的主要概念 磁場對直線電流的作用 磁場對運動電荷的作用力知識要點：磁場 磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍空間的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。 ③位移公式：。還應指出，在勻變速直線運動中，用如上所述的速度圖象有時比上述的代數(shù)式還更加方便簡捷（后邊有例題說明）。如右圖中AP為一個勻變速運動物體的速度圖線，為求得在t時間內(nèi)的位移，可將時間軸劃分為許多很小的時間間隔，設(shè)想物體在每一時間間隔內(nèi)都做勻速運動，雖然每一段時間間隔內(nèi)的速度值是不同的，但每一段時間間隔ti與其對應的平均速度vi的乘積Si = viti近似等于這段時間間隔內(nèi)勻變速直線運動的位移，因為當時間分隔足夠小時，間隔的階梯線就趨近于物體的速度線AP階梯線與橫軸間的面積，也就更趨近于速度圖線與橫軸的面積，這樣我們可得出結(jié)論：勻變速直線運動的位移可以用速度圖線和橫軸之間的面積來表示，此結(jié)論不僅對勻變速運動，對一般變速運動也還是適用的。至于勻變速直線運動的位移，平均速度以及時間一半時的即時速度在圖象上的體現(xiàn)下邊接著講述?；貞浽趧蛩僦本€運動的位移圖象中其直線的斜率是速度絕對值，通過對比，加深對不同性質(zhì)運動的理解做到溫故知新。圖象③是勻減速直線運動。]從如右圖圖象可知：各圖線的物理意義。應指示，v0 = 0時，vt = at（勻加），若，勻加速直線運動，勻減速直線運動vt = v0－at，這里a是取絕對值代入公式即可求出勻變速直線運動的速度。比如速度變化很大的物體，如果發(fā)生這一變化所用的時間很長，加速度可以很小，相反，速度變化雖然較小，但是發(fā)生這一變化所用的時間確實很短，加速度都可以很大。如果只知道速度變化的多少，而不知道是在多長時間內(nèi)發(fā)生的這一變化。由以上分析可知正確的是B選項。t，即速度變化量△v與加速度a及時間t兩個因素有關(guān)。物體的速度為零時加速度可以不為零，如拿在手中的物體在松開手釋放它的瞬時就是這種情況；物體的加速度為零時，其速度可以不為零，作勻速直線運動的物體就具有這個特點。 所以物體運動的速度、速度變化量及加速度都是矢量，但它們確實從不同方面反映了物體運動情況。加速度就是速度變化率，它反映了物體運動速度隨時間變化的快慢。而速度變化量△v = v2－v1，是反映物體速度變化大小和方向的物理量。 （3）在學習加速度的概念時，要正確區(qū)分速度、速度變化量及速度變化率。 依據(jù)勻變速直線運動的定義可知，作勻變速直線運動物體的加速度是恒定不變的。 加速度是矢量，加速度的方向與速度變化的方向是相同的，對于作直線運動的物體，在確定運動為正方向的條件下，可以用正負號表示加速度的方向，如vt v0，a為正，如vt v0，a為負。勻變速直線運動是變速運動中最基本、最簡單的一種，應該指示：常見的許多變速運動實際上并不是勻變速運動，可是不少變速運動很接近于勻變速運動，可以當作勻速運動處理，所以勻變速直線運動也是一種理想化模型。 勻變速直線運動規(guī)律 勻變速直線運動、加速度 本節(jié)開始學習勻變速直線運動及其規(guī)律，能夠正確理解加速度是學好勻變速直線運動的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，因此學習中要特別注意對加速度概念的深入理解。 （3）用安培表和伏特表測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。由于待測電阻雖未知，但為定值，故讓指針偏轉(zhuǎn)太小變到指在中值電阻兩側(cè)附近，就得調(diào)至歐姆低倍率檔。 b．中值電阻的計算方法：當用1檔時，即表盤中心的刻度值，當用檔時。當= 0時，——指針滿偏，停在0刻度；當時，——指針不動，停在電阻刻度；當時，——指針半偏，停在刻度，因此又叫歐姆表的中值電阻。 如圖，虛線框內(nèi)為歐姆表原理圖。 （2）歐姆表：