《山东省冠县武训高级中学高三物理总复习 8.3 带电粒子在复合场中的运动课件1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省冠县武训高级中学高三物理总复习 8.3 带电粒子在复合场中的运动课件1.ppt（29页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、8.3 8.3 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动高三总复习高三总复习 选修选修3-13-12021/8/8 星期日1一、带电粒子在复合场中的运动一、带电粒子在复合场中的运动 复合场是指复合场是指磁场磁场、电场电场、重力场重力场共存或其中某两场并存，共存或其中某两场并存，或分区域存在或分区域存在(3)(3)当带电粒子所受合力大小与方向均变化时，将做非匀变当带电粒子所受合力大小与方向均变化时，将做非匀变速曲线运动这类问题一般只能用能量关系来处理速曲线运动这类问题一般只能用能量关系来处理二、带电粒子在复合场中运动的几种情况二、带电粒子在复合场中运动的几种情况(1)(1)当带电粒子所受
2、合力为零时，将处于静止或匀速直线运当带电粒子所受合力为零时，将处于静止或匀速直线运动状态动状态(2)(2)当洛伦兹力提供向心力，其余各力的合力为当洛伦兹力提供向心力，其余各力的合力为零零时，带电粒时，带电粒子做匀速圆周运动子做匀速圆周运动2021/8/8 星期日2三、带电粒子在复合场中运动的典型应用三、带电粒子在复合场中运动的典型应用包括包括:速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应霍尔效应1 1、平行板中、平行板中E E和和B B互相互相垂直垂直（一）速度选择器（一）速度选择器3 3、这种装置能把具有一定、这种装置能把具有一定速度速度的粒子选择出来
3、，的粒子选择出来，跟电量和跟电量和电荷正负无关电荷正负无关，跟所以叫做速度选择器，跟所以叫做速度选择器2 2、粒子沿直线通过、粒子沿直线通过则则有：有：qvB qvB qEqE，v v4 4、粒子反向通过就不是速度选择器、粒子反向通过就不是速度选择器2021/8/8 星期日3直直线线运运动动电场电场力力动动能能洛洛伦兹伦兹力力动动能能2021/8/8 星期日4（二）磁流体发电机（二）磁流体发电机 将等离子体将等离子体(高温下电离的气体，含高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体呈中有大量带正电和负电的微粒，整体呈中性性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板喷射入磁场，磁场中有两块金属板A
4、A、B B，这时金属板上就会聚集电荷，产生，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压当电压当qvBqvB 时电势差稳定，时电势差稳定，1 1、发电原理：、发电原理：3 3、最大、最大电势电势差差U U_._.BvdBvd（新兴技术，把（新兴技术，把磁场磁场能直接转化为能直接转化为电能电能）2 2、B B是发电机是发电机正极正极U U ，这就相当于一个可以对外，这就相当于一个可以对外供电的电源供电的电源dvBdvB2021/8/8 星期日5（三）电磁流量计（三）电磁流量计 圆形导管直径为圆形导管直径为d d，用非磁性材，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体
5、中的自由电荷导电液体中的自由电荷(正、负离正、负离子子)在洛伦兹力的作用下横向偏转，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a a、b b间出现电势差，形成电场，当间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的自由电荷所受的洛伦兹力洛伦兹力和和电场力电场力平衡时，平衡时，a a、b b间的电势差就保持稳间的电势差就保持稳定定1 1、工作原理：、工作原理：2021/8/8 星期日6（四）霍尔效应（四）霍尔效应1 1、定义：高、定义：高h h、宽为、宽为d d的导体置于匀的导体置于匀强磁场强磁场B B中，当电流通过导体时，在中，当电流通过导体时，在导体板的上表面导体板的上表面A A和下表面和下表面AA之间之间产生电
6、势差，这种现象称为产生电势差，这种现象称为霍尔效霍尔效应应，此电压称为霍尔电压，此电压称为霍尔电压2 2、公式推导：设导体中自由电荷、公式推导：设导体中自由电荷(载流子载流子)是自由电子图中是自由电子图中电流方向向右，则电子受洛伦兹力方向向上，在上表面电流方向向右，则电子受洛伦兹力方向向上，在上表面A A积聚积聚电子，则，电子，则，qBv qBv qEqE ，E E BvBv，电势差电势差U U Eh Eh BhvBhv又又I I nqSvnqSvS S为导体的横截面积为导体的横截面积S Shdhd得得v v所以所以U UBhvBhv2021/8/8 星期日71.1.如如图图所示，有所示，有a
7、 a、b b、c c、d d四个离子，它四个离子，它们带们带同种同种电电荷且荷且电电荷荷量相等，它量相等，它们们的速率关系的速率关系为为v va avvb bv vc cvvd d，质质量关系量关系为为m ma am mb bmmc cm md d.进进入速度入速度选择选择器后，有两种离子从速度器后，有两种离子从速度选择选择器射出，器射出，由此可以判定由此可以判定()A A射向射向P P1 1的是的是a a粒子粒子B B射向射向P P1 1的是的是b b粒子粒子C C射向射向A A2 2的是的是c c粒子粒子D D射向射向A A2 2的是的是d d粒子粒子A A2021/8/8 星期日82.2
8、.如右图所示，光滑绝缘杆固定在水平位置上，使其两端如右图所示，光滑绝缘杆固定在水平位置上，使其两端分别带上等量同种正电荷分别带上等量同种正电荷Q Q1 1、Q Q2 2，杆上套着一带正电小球，杆上套着一带正电小球，整个装置处在一个匀强磁场中，磁感应强度方向垂直纸面整个装置处在一个匀强磁场中，磁感应强度方向垂直纸面向里，将靠近右端的小球从静止开始释放，在小球从右到向里，将靠近右端的小球从静止开始释放，在小球从右到左的运动过程中，下列说法中正确的是左的运动过程中，下列说法中正确的是()A A小球受到的洛伦兹力大小不变，方向也不变小球受到的洛伦兹力大小不变，方向也不变B B小球受到的洛伦兹力将不断增
9、大小球受到的洛伦兹力将不断增大C C小球的加速度先减小后增大小球的加速度先减小后增大D D小球的电势能一直减小小球的电势能一直减小C C+2021/8/8 星期日93.3.如右图所示，一个带电小球穿在一根绝如右图所示，一个带电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成角，角，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场小球从直于杆方向斜向上的匀强磁场小球从a a点由静止开始沿杆向下运动，在点由静止开始沿杆向下运动，在c c点时速点时速度为度为4 m/s4 m/s，b b是是a a、c c的中点，在这个运动的中
10、点，在这个运动过程中过程中()A小球通小球通过过b点点时时的速度小于的速度小于2 m/sB小球在小球在ab段克服摩擦力做的功与在段克服摩擦力做的功与在bc段克服摩段克服摩擦力做的功相等擦力做的功相等C小球的小球的电势电势能一定增加能一定增加D小球从小球从b到到c重力与重力与电场电场力做的功可能等于克服力做的功可能等于克服阻力做的功阻力做的功 D2021/8/8 星期日104 4、如、如图图所示，套在很所示，套在很长长的的绝缘绝缘直棒上的小球，直棒上的小球，质质量量为为1.0101.0104 4 kg kg，带带4.0104.0104 4 C C的正的正电电荷，小球在棒上可以荷，小球在棒上可以滑
11、滑动动，将此棒，将此棒竖竖直放置在沿水平方向的匀直放置在沿水平方向的匀强强电场电场和匀和匀强强磁磁场场中，匀中，匀强强电场电场的的电场电场强强度度E E10 N/C10 N/C，方向水平向右，匀，方向水平向右，匀强强磁磁场场的磁感的磁感应应强强度度B B0.5 T0.5 T，方向，方向为为垂直于垂直于纸纸面向里，小球面向里，小球与棒与棒间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为0.20.2，求小球由静止沿棒，求小球由静止沿棒竖竖直下直下落的最大加速度和最大速度落的最大加速度和最大速度(设设小球在运小球在运动过动过程中所程中所带电带电荷量保持不荷量保持不变变，g g取取10 m/s10 m/s2 2)【答
12、案答案】2 m/s25 m/s2021/8/8 星期日115 5如如图图所示，所示，竖竖直平面直平面xOyxOy内存在水平向右的匀内存在水平向右的匀强强电场电场，场场强强大小大小E E10 N/C10 N/C，在，在y0y0的区域内的区域内还还存在垂直于坐存在垂直于坐标标平面向里平面向里的匀的匀强强磁磁场场，磁感，磁感应应强强度大小度大小B B0.5 T0.5 T，一，一带电带电荷量荷量q q0.2 0.2 C C、质质量量m m0.4 kg0.4 kg的小球由的小球由长长L L0.4 m0.4 m的的细线悬细线悬挂于挂于P P点，小点，小球可球可视为质视为质点点现现将小球拉至水平位置将小球拉
13、至水平位置A A无初速无初速释释放，小球运放，小球运动动到到悬悬点点P P正下方的坐正下方的坐标标原点原点O O时时，悬线悬线突然断裂，此后小球又突然断裂，此后小球又恰好能通恰好能通过过O O点正下方的点正下方的N N点点(g(g10 m/s10 m/s2 2)求：求：(1)(1)小球运小球运动动到到O O点点时时的速度大小；的速度大小；(2)(2)悬线悬线断裂前瞬断裂前瞬间间拉力的大小；拉力的大小；(3)ON(3)ON间间的距离的距离答案：答案：(1)2 m/s(2)8.2 N(3)3.2 m2021/8/8 星期日147、如下图所示，在平面直角坐标系、如下图所示，在平面直角坐标系xOy内，
14、第内，第象限的等腰直象限的等腰直角三角形角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y0的区域内存在着沿的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场一质量为轴正方向的匀强电场一质量为m、电、电荷量为荷量为q的带电粒子从电场中的的带电粒子从电场中的Q(2h，h)点以速度点以速度v0水平向水平向右射出，经坐标原点右射出，经坐标原点O处射入第处射入第象限，最后以垂直于象限，最后以垂直于PN的方的方向射出磁场已知向射出磁场已知MN平行于平行于x轴，轴，N点的坐标为点的坐标为(2h,2h)，不计，不计粒子的重力，求：粒子的重力，求：(1)电场强度的大小电场强度的
15、大小E；(2)磁感应强度的大小磁感应强度的大小B；(3)粒子在磁场中运动的时间粒子在磁场中运动的时间t.2021/8/8 星期日172021/8/8 星期日182021/8/8 星期日192021/8/8 星期日20(1)(1)已知这些离子中的离子甲到达已知这些离子中的离子甲到达磁场边界磁场边界EGEG后，从边界后，从边界EFEF穿出磁场，穿出磁场，求离子甲的质量求离子甲的质量(2)(2)已知这些离子中的离子乙从已知这些离子中的离子乙从EGEG边上的边上的I I点点(图中未画出图中未画出)穿出磁场，穿出磁场，且且GIGI长为长为a a，求离子乙的质量，求离子乙的质量(3)(3)若这些离子中的最
16、轻离子的质若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半，而离子乙量等于离子甲质量的一半，而离子乙的质量是最大的，问磁场边界上什么的质量是最大的，问磁场边界上什么区域可能有离子到达区域可能有离子到达2021/8/8 星期日212021/8/8 星期日222021/8/8 星期日232021/8/8 星期日242021/8/8 星期日259、如图所示，第三象限内存在互相垂直的匀强电场和匀强、如图所示，第三象限内存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场方向向里，大小为磁场，匀强磁场方向向里，大小为B0，匀强电场场强为，匀强电场场强为E。第。第二象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向内的匀强磁场
17、，二象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向内的匀强磁场，磁场的下边界与磁场的下边界与x轴重合。一质量为轴重合。一质量为m、电荷量为、电荷量为q的带正电粒的带正电粒子，以某一速度从子，以某一速度从M点进入第三象限，沿与点进入第三象限，沿与y轴成轴成600的直线运的直线运动到动到P点，在点，在P点进入第二象限的磁场，经过一段时间后粒子点进入第二象限的磁场，经过一段时间后粒子垂直垂直y轴上的轴上的N点通过点通过y轴，轴，N点到原点距离为点到原点距离为L。忽略粒子的重。忽略粒子的重力影响。求：力影响。求：yvMx0NP600（1）请分析匀强电场的场）请分析匀强电场的场强方向并求出粒子的运动强方向并求出
18、粒子的运动速度。速度。（2）矩形有界磁场的磁感）矩形有界磁场的磁感应强度应强度B的大小。的大小。（3）矩形有界磁场的最小）矩形有界磁场的最小面积。（要求有必要的文面积。（要求有必要的文字叙述和轨迹图）字叙述和轨迹图）2021/8/8 星期日262021/8/8 星期日272021/8/8 星期日289、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/11/262022/11/262022/11/2611/26/2022 5:30:37 PM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/11/26
19、2022/11/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、他乡生白发，旧国见青山。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/2615、比不了得就不比，得不到的就不要。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、行动出成果，
20、工作出财富。2022/11/262022/11/2626 November 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/269、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/11/262022/11/262022/11/2611/26/2022 5:30:37 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/11/262022/1
21、1/262022/11/26Nov-2226-Nov-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/2615、楚塞三湘接，荆门九派通。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/
22、26/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/11/262022/11/2626 November 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/269、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/11/262022/11/262022/11/2611/26/2022 5:30:37 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/11/262022/11/262022/11/26Nov
23、-2226-Nov-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2022/11/262022/11/262022/11/26Saturday,November 26,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十一月 20222022/11/262022/11/262022/11/2615、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十一月 222022/11/262022/11/262022/11/2611/26/202216、业余
24、生活要有意义，不要越轨。2022/11/262022/11/2626 November 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022/11/262022/11/262022/11/262022/11/26MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉2021/8/8 星期日29