高考物理單元知識(shí)章節(jié)考點(diǎn)總復(fù)習(xí)-在線瀏覽
2025-02-25 13:50本頁面
【正文】 (3)當(dāng)帶電粒子所受合外力充當(dāng)向心力時(shí) ， 帶電粒子做 勻速圓周 運(yùn)動(dòng) ． 由于通常情況下 ， 重力和電場力為恒力 ， 所以一般情況下是重力恰好與電場力相平衡 ， 洛倫茲力充當(dāng)向心力 ． 4 (4)若帶電粒子所受的合外力的大小 、 方向均是不斷變化的 ， 則粒子將做變加速曲線運(yùn)動(dòng) ，這類問題可以考慮從能量關(guān)系處理 ． 5 二 、 應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的典型儀器 1． 速度選擇器 如圖 841， 粒子所受重力可忽略不計(jì) ， 運(yùn)動(dòng)方向相同而速率不同的正離子組成的離子束射入相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場所組成的場區(qū)中 。 圖 841 6 EBqE qv BEEvvBB??已 知 電 場 強(qiáng) 度 大 小 為 ， 方 向 向 下 ， 磁 場 的 磁 感 應(yīng)強(qiáng) 度 為 ， 方 向 垂 直 于 紙 面 向 里 ， 若 離 子 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡不 發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) ， 必 須 滿 足 平 衡 條 件 ： ， 故， 這 樣 就 把 滿 足 的 離 子 從 速 度 選 擇 器 中 選擇 出 來 了 ． 帶 電 粒 子 不 發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) 的 條 件 跟 粒 子 的 質(zhì)量 、 所 帶 電 量 均 無 關(guān) ， 跟 粒 子 所 帶 電 荷 的 正 負(fù) 也 無關(guān) ， 只 跟 粒 子 的＝ 速 度 有 關(guān) ．7 2． 磁流體發(fā)電機(jī) 如圖 842所示是磁流體發(fā)電機(jī)示意圖 ， 其原理是：等離子氣體噴入磁場 ， 正 、 負(fù)離子在 洛倫茲力 作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到 A、 B板上 ， 產(chǎn)生電勢差 ． 圖 842 8 .. A B S LABABE q BqvE Bv E E L BL vL E BL v BL v Sr R ILS R r RS LRS???????場場 場設(shè) 、 平 行 金 屬 板 的 面 積 為 、 相 距 ， 等 離 子 氣體 的 電 阻 率 為 ， 當(dāng) 等 離 子 氣 體 勻 速 通 過 、 板 間時(shí) 、 板 上 聚 集 的 電 荷 最 多 ， 板 間 電 勢 差 最 大 ，即 為 電 源 電 動(dòng) 勢 ． 此 時(shí) 離 子 受 力 平 衡 ： ＝ ，即 ＝ ， 故 電 源 電 動(dòng) 勢 ＝ ＝ 電 源 內(nèi) 阻＝ 中 電 流 ＝ ＝ ＝9 3． 電磁流量計(jì) 電磁流量計(jì)原理：如圖 843所示 ， 一圓形導(dǎo)管直徑為 d， 用非磁性材料制成 ， 其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動(dòng) ， 導(dǎo)電液體中的自由電荷 (正負(fù)離子 )在 洛倫茲力 作用下橫向偏移 ， 上端 a聚集負(fù)電荷 ， 下端 b聚集正電荷 ， a、 b間出現(xiàn)電勢差 ． 圖 843 10 2.北京 )如圖 844所示的虛線區(qū)域內(nèi) ， 充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場 ． 一帶電粒子 a(不計(jì)重力 )以一定的初速度由左邊界的 O點(diǎn)射入磁場 、 電場區(qū)域 ，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的 O′點(diǎn) (圖中未標(biāo)出 )穿出 ． 若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變 ， 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( ) 23 A． 穿出位置一定在 O′點(diǎn)下方 B． 穿出位置一定在 O′點(diǎn)上方 C． 運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 在電場中的電勢能一定減小 D． 在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 動(dòng)能一定減小 圖 844 24 解析： a粒子要在電場 、 磁場的復(fù)合場區(qū)內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng) ， 則該粒子一定做勻速直線運(yùn)動(dòng) ， 故對粒子 a有： Bqv＝ Eq， 即只要滿足 E＝ Bv無論粒子帶正電還是負(fù)電 ， 粒子都可以沿直線穿出復(fù)合場區(qū) ， 當(dāng)撤去磁場只保留電場時(shí) ， 粒子 b由于電性不確定 ， 故無法判斷從 O′點(diǎn)的上方或下方穿出 ， 故AB錯(cuò)誤； 粒子 b在穿過電場區(qū)的過程中必然受到電場力的作用而做類平拋的運(yùn)動(dòng) ， 電場力做正功 ， 其電勢能減小 ， 動(dòng)能增大 ， 故 C項(xiàng)正確 D項(xiàng)錯(cuò)誤 ． 25 2． 帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 例 2:(2022 傾斜軌道 AB， 其延長線在 C點(diǎn)與半圓軌道 CD(軌道半徑 R＝ 1m)相切 ， 全部軌道為絕緣材料制成且放在豎直面內(nèi) ． 整個(gè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場 ， MN的右側(cè)存在垂
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