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1、磁场力的作用现在学习的是第1页，共83页安培力作用下物体的运动方向的判断：安培力作用下物体的运动方向的判断：NS现在学习的是第2页，共83页NSNSxyzIF讨论可能的磁讨论可能的磁场方向场方向现在学习的是第3页，共83页斜面类问题：斜面类问题：BB以上斜面光滑，电流强度为以上斜面光滑，电流强度为I，讨论能使导线静止在斜面上的磁，讨论能使导线静止在斜面上的磁感应强度的大小。感应强度的大小。B再讨论能使导线静止在斜面上的再讨论能使导线静止在斜面上的B的所有可能的方向的所有可能的方向如果斜面粗糙呢？动摩擦因数为如果斜面粗糙呢？动摩擦因数为现在学习的是第4页，共83页ErRabB如图，电源电动势为如
2、图，电源电动势为E，内阻为，内阻为r，导线，导线ab与斜面与斜面之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为，磁感应强度为，磁感应强度为B，为使导，为使导线静止在斜面上，求滑动变阻器的阻值范围？线静止在斜面上，求滑动变阻器的阻值范围？（导线电阻不计）（导线电阻不计）现在学习的是第5页，共83页ErabChs已知量如图，求（已知量如图，求（1）安培力做的功）安培力做的功（2）最终电容器两极板的电压。最终电容器两极板的电压。L现在学习的是第6页，共83页带电粒子在匀强磁场中的运动：主要指匀速圆周运动带电粒子在匀强磁场中的运动：主要指匀速圆周运动先讨论安培力和洛仑兹力的关系，以及做功问题先讨论安培力和洛仑兹
3、力的关系，以及做功问题二、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力二、洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力大小：大小：BvF=0BvF=qvBB既不垂直也不平行既不垂直也不平行IL，F=qvBsin（为为Bv夹角）夹角）相关公式：洛仑兹力提供向心力相关公式：洛仑兹力提供向心力可求得：可求得：现在学习的是第7页，共83页1、无界磁场：显然带电粒子做匀速圆周运动、无界磁场：显然带电粒子做匀速圆周运动相同速率，方向不同相同速率，方向不同现在学习的是第8页，共83页相同方向，速率不同相同方向，速率不同现在学习的是第9页，共83页(04广东、广西）真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于图中纸面向广东、广西）真空室内存
4、在匀强磁场，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度的大小里，磁感应强度的大小B=0.60T。磁场内有一块平面感光板。磁场内有一块平面感光板ab，板面与，板面与磁场方向平行。在距磁场方向平行。在距ab的距离为的距离为l=16cm处，有一个点状的处，有一个点状的放射源放射源S，它向各个方向发射它向各个方向发射粒子，粒子，粒子的速度都是粒子的速度都是v=3.0106m/s。已知。已知粒子粒子的电荷与质量之比的电荷与质量之比q/m=5.0107C/kg。现只考虑在图纸平面中运动的。现只考虑在图纸平面中运动的粒子，求粒子，求ab上被上被粒子打中的区域的长度。粒子打中的区域的长度。现在学习的是第10页，共
5、83页(05全国全国)在水平放置的平板在水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。许多质量为，方向垂直纸面向里。许多质量为m带带电量为电量为+q的粒子，以相同的速率的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方沿位于纸面内的各个方向，由小孔射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互向，由小孔射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，哪个图是正确的？哪个图是正确的？现在学习的是第11页，共83页2、半无界磁场、半无界磁场现在学习的是第1
6、2页，共83页如图，正负电子以相同的速度如图，正负电子以相同的速度v进进入磁场，入磁场，=300，求射出时相距多，求射出时相距多远，时间相差多少？（质量为远，时间相差多少？（质量为m，电量，电量e）B现在学习的是第13页，共83页现在学习的是第14页，共83页例题：（例题：（99全国高考题）如图虚线全国高考题）如图虚线MN是一垂直纸面的平是一垂直纸面的平面与纸面的交线，匀强磁场面与纸面的交线，匀强磁场B,O是是MN上一点，从上一点，从O点可以点可以向磁场区域发射电量为向磁场区域发射电量为+q质量为质量为m速率为速率为v的粒子，粒子射的粒子，粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向，已知先后射入的
7、两入磁场时的速度可在纸面内各个方向，已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇，点相遇，P到到O的距离为的距离为L，不计重力以及粒子间的相互作用求不计重力以及粒子间的相互作用求(1)所考查的粒子在磁场所考查的粒子在磁场中的轨道半径中的轨道半径(2)这两个粒子从这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。点射入磁场的时间间隔。MNOP现在学习的是第15页，共83页mvLqBqBmt2arccos4=Dpqp2)22(2Tt-=pq221Tt=12ttt-=D(1)Bqv=mv2/R得得R=mv/Bq(2)现在学习的是第16页，共83页3、左右有界磁场：、左右有界磁场：要求不
8、从右边界出去，利用几何关系找半径要求不从右边界出去，利用几何关系找半径（分别讨论正负电荷）再讨论速度（分别讨论正负电荷）再讨论速度450d讨论在右边界上有正电荷打出的区域讨论在右边界上有正电荷打出的区域现在学习的是第17页，共83页4、矩形有界磁场、矩形有界磁场450ABCD1、讨论粒子能从、讨论粒子能从AB边界射出磁场的速度范围边界射出磁场的速度范围B2、速度不受限制，求粒子在磁场中运动的最长时间、速度不受限制，求粒子在磁场中运动的最长时间如果如果AB、CD边无限长呢？边无限长呢？现在学习的是第18页，共83页450现在学习的是第19页，共83页450现在学习的是第20页，共83页5、圆形有
9、界磁场、圆形有界磁场1、讨论相应的角度关系、讨论相应的角度关系2、讨论相应的半径、时、讨论相应的半径、时间、弧长间、弧长现在学习的是第21页，共83页1、讨论相应的角度关系、讨论相应的角度关系2、讨论相应的半径、讨论相应的半径、时间、弧长时间、弧长现在学习的是第22页，共83页例题、在以坐标原点例题、在以坐标原点O为圆心，半径为为圆心，半径为R的圆形区域内，存在磁感应强度的圆形区域内，存在磁感应强度大小为大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从磁场边界与磁场边界与x轴的交点轴的交点A处以速率沿处以速率沿-x方向射入
10、磁场，它恰好从磁场边界与方向射入磁场，它恰好从磁场边界与Y轴的交点轴的交点C处沿处沿+y方向飞出，（方向飞出，（1）请判断该粒子带何种电荷，并求比荷；）请判断该粒子带何种电荷，并求比荷；（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小的大小变）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小的大小变为为B，该粒子仍从，该粒子仍从A点以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的点以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度相对于入射方向改变了速度相对于入射方向改变了600，求磁感应强度，求磁感应强度B，的大小？运动时间的大小？运动时间？COxyA现在学习的是第23页，共83页O现在学习的是第24页
11、，共83页解题方法总结解题方法总结:带电粒子在垂直匀强磁场方向做匀速圆周运动时带电粒子在垂直匀强磁场方向做匀速圆周运动时1.任意两点洛仑兹力方向必交于圆心，圆周上弦的中任意两点洛仑兹力方向必交于圆心，圆周上弦的中垂线必过圆心。垂线必过圆心。2.画图由几何关系求半径，由牛顿第二定律求半画图由几何关系求半径，由牛顿第二定律求半径，按比例关系求半径，由勾股定理求半径。径，按比例关系求半径，由勾股定理求半径。3.通过找圆心角求运动时间，周期相同的圆周运动圆心通过找圆心角求运动时间，周期相同的圆周运动圆心角相同时运动时间相同，速率相同时运动时间决定于角相同时运动时间相同，速率相同时运动时间决定于弧长。弧
12、长。4.若磁场为圆形区域，带电粒子向着圆心射入必背若磁场为圆形区域，带电粒子向着圆心射入必背着圆心射出。着圆心射出。现在学习的是第25页，共83页5.带电粒子进入直边界磁场区，进入和射出方向带电粒子进入直边界磁场区，进入和射出方向与边界夹角相同。与边界夹角相同。6.偏转角等于轨迹所对圆心角。偏转角等于轨迹所对圆心角。7、带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动时，范、带电粒子在有界磁场中做匀速圆周运动时，范围临界问题的答案往往在轨迹与边界的围临界问题的答案往往在轨迹与边界的“相交相交”或或“相切相切”处找到。处找到。8、在轨迹与边界、在轨迹与边界“相交相交”或或“相切相切”的临界的临界点用外推、内推
13、思维，发现规律，从而得解。点用外推、内推思维，发现规律，从而得解。9、要学会找最值、要学会找最值,用极限思维分析问题。用极限思维分析问题。现在学习的是第26页，共83页6、空间存在不同的两个磁场、空间存在不同的两个磁场带电粒子在两边磁场中运动时，注意两磁场磁感应强度的不同所造成带电粒子在两边磁场中运动时，注意两磁场磁感应强度的不同所造成的变化：半径、周期的变化：半径、周期例题：空间内存在着以例题：空间内存在着以x=0平面为理想分界面的两个匀强磁场，平面为理想分界面的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感应强度分别为左右两边磁场的磁感应强度分别为B1、B2，且，且B1B2=43，方，方向如图，现在原点
14、向如图，现在原点O处有一静止的中性原子，突然分裂为两个处有一静止的中性原子，突然分裂为两个带电粒子带电粒子a和和b，已知，已知a带正电荷，分裂时初速度方向沿带正电荷，分裂时初速度方向沿x轴正轴正方向，若方向，若a粒子在第粒子在第4次经过次经过y轴时，恰好与轴时，恰好与b粒子相遇，试求粒子相遇，试求a粒子和粒子和b粒子的质量比粒子的质量比mamb？xyB1B2O现在学习的是第27页，共83页例题、如图，在例题、如图，在x 0与与x 0的区域中，存在磁感应强度为的区域中，存在磁感应强度为B1和和B2的匀强磁场，磁场方向均垂直与纸面向里，且的匀强磁场，磁场方向均垂直与纸面向里，且B1 B2，一带，一
15、带负电粒子从坐标原点负电粒子从坐标原点O以速度以速度v沿沿x轴负方向射出，要使该轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过粒子经过一段时间后又经过O点，点，B1和和B2的比值应满足的比值应满足什么关系？什么关系？xyOvB2B1现在学习的是第28页，共83页例题：在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁例题：在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布以直径场分布以直径A2A4为边界的两个半圆形区域为边界的两个半圆形区域、中，中，A2A4与与A1A3的夹角为的夹角为60，一质量为，一质量为m、带电量为、带电量为+q的粒子以某一速度从的粒子以某一速度从区的区的边缘点边
16、缘点A1处沿与处沿与A1A3成成300角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心的方向经过圆心O进进区，最后在从区，最后在从A4处射入磁场。处射入磁场。已知该粒子从射入已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为到射出磁场所用的时间为t，求，求区和区和区中磁感应强度的大小（忽略粒子重区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）力）现在学习的是第29页，共83页三、带电物体在复合场中的运动三、带电物体在复合场中的运动首先，必须非常清楚重力、电场力、洛仑兹力三个力的特点首先，必须非常清楚重力、电场力、洛仑兹力三个力的特点1、重力：恒力（大小和方向都不变）做功只
17、与初末位置有关，与路、重力：恒力（大小和方向都不变）做功只与初末位置有关，与路径无关。径无关。2、电场力：恒力（电性确定，大小和方向都不变）做功只、电场力：恒力（电性确定，大小和方向都不变）做功只与初末位置有关，与路径无关。与初末位置有关，与路径无关。3、洛仑兹力：讲条件洛仑兹力：讲条件vB，F=qvB，vB，F=0，既不垂直也不平，既不垂直也不平行，行，F=qvBsin（为为Bv夹角）夹角）注意：既不垂直也不平行时，如果改变平行于磁场方向的速度，注意：既不垂直也不平行时，如果改变平行于磁场方向的速度，则洛仑兹力也不变。则洛仑兹力也不变。1、磁场电场不叠加，只是分区域分布、磁场电场不叠加，只是
18、分区域分布现在学习的是第30页，共83页例例题题：在在y0的的空空间间中中存存在在匀匀强强电电场场，场场强强沿沿y轴轴负负方方向向；在在y0、y0的空间中有恒定的匀强磁场的空间中有恒定的匀强磁场,磁感强度的方向垂直于磁感强度的方向垂直于oxy平面向里平面向里,大小为大小为B.现有一质量为现有一质量为m电量为电量为q的带电粒子的带电粒子,在在x轴轴上到原点的距离为上到原点的距离为X0的的P点点,以平行于以平行于y轴的初速度射入此磁场轴的初速度射入此磁场,在磁场作用下沿垂直于在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场轴的方向射出此磁场.不计重力的影不计重力的影响响.由这些条件可知由这些条件可知()A
19、.不能确定粒子通过不能确定粒子通过y轴时的位置轴时的位置B.不能确定粒子速度的大小不能确定粒子速度的大小C.不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D.以上三个判断都不对以上三个判断都不对04春全国春全国现在学习的是第45页，共83页霍尔效应霍尔效应Ue/h=BevI=nesv其中其中s=hd现在学习的是第46页，共83页有有五五种种粒粒子子以以相相同同的的速速度度垂垂直直进进入入均均匀匀磁磁场场B,其其运运动动轨轨迹迹如如图图.设设此此五五种种粒粒子子为为:(12C);(16O2-);(23Na+);(24Mg2+);(35Cl-).若若不不考考虑虑重重力力因
20、因素素,则则图图中中1,2,3,4及及5的的示示意轨迹分别代表意轨迹分别代表:现在学习的是第47页，共83页04全国一匀强磁场，磁场方向垂直于全国一匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面，在平面，在xy平面上，磁平面上，磁场分布在以场分布在以O为中心的一个圆形区域内，一个质量为为中心的一个圆形区域内，一个质量为m、电荷、电荷量为量为q的带电粒子，由原点的带电粒子，由原点O开始运动，初速度为开始运动，初速度为v，方向沿，方向沿x正方向，后来，粒子经过正方向，后来，粒子经过y轴的夹角为轴的夹角为30.，P到到O的距离为的距离为L,如图所示如图所示.。不计重力的影响，求磁场的磁感应强度。不计重力的影响，求
21、磁场的磁感应强度B的大小和的大小和xy平面上磁场区域的半径平面上磁场区域的半径R。现在学习的是第48页，共83页现在学习的是第49页，共83页 现在学习的是第50页，共83页 现在学习的是第51页，共83页综合篇综合篇:1、非交叠电场、磁场、非交叠电场、磁场2、交叠电场、磁场、交叠电场、磁场3、交叠电场、磁场、重力场、交叠电场、磁场、重力场课前作业课前作业:通过以下高考题认真总结解题规律通过以下高考题认真总结解题规律现在学习的是第52页，共83页04天津钍核天津钍核29300Th发生衰变生成镭核发生衰变生成镭核28286Ra并放出一个粒子，设该并放出一个粒子，设该粒子的质量为粒子的质量为m、电
22、荷量为、电荷量为q，它进入电势差为，它进入电势差为U的带窄缝的平行的带窄缝的平行平板电极平板电极S1和和S2间电场时，其速度为间电场时，其速度为v0，经电场加速后，沿，经电场加速后，沿Ox方向进方向进入磁感应强度为入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平垂直平板电极板电极S2，当粒子从，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与点离开磁场时，其速度方向与Ox方向的夹角方向的夹角=60如图所示，整个装置处于真空中，如图所示，整个装置处于真空中，(1)写出钍核的衰变方程写出钍核的衰变方程(2)求求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径粒子在磁场中沿圆弧运动
23、的轨道半径R(3)求粒子在磁场中运动所用时求粒子在磁场中运动所用时间间t。现在学习的是第53页，共83页98全国在全国在x轴上方有垂直于轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在；在x轴下方有沿轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为。一质量为m、电荷量为电荷量为-q的粒子从坐标原点的粒子从坐标原点O沿着沿着y轴方向射出，射出之后，第轴方向射出，射出之后，第三次到达三次到达x轴时，它与轴时，它与O点的距离为点的距离为L。求此粒子射出时的速度。求此粒子射出时的速度v和和运动的总路程运动的总路程s（重力不计）（重力不
24、计）现在学习的是第54页，共83页 现在学习的是第55页，共83页04全全国国:空空间间中中存存在在方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场,磁磁感感应应强强度度为为B,一一带带电电荷荷量量为为+q、质质量量为为m的的粒粒子子，在在P点点以以某某一一初初速速开开始始运运动动，初初速速方方向向在在图图中中纸纸面面内内如如图图中中P点点箭箭头头所所示示，该该粒粒子子运运动动到到图图中中Q点点时时速速度度方方向向与与P点点时时速速度度方方向向垂垂直直，如如图图中中Q点点箭箭头头所所示示，已已知知P、Q间间的的距距离离为为L，若若保保持持粒粒子子在在P点点时时的的速速度度不不变变，而而
25、将将匀匀强强磁磁场场换换成成匀匀强强电电场场，电电场场方方向向与与纸纸面面平平行行且且与与粒粒子子在在P点点时时速速度度方方向向垂垂直直，在在此此电电场场作作用用下下粒粒子子也也由由P点点运运动动到到Q点点，不不计计重重力力，求求：(1)电电场场强强度度的的大大小小；(2)两两种种情情况况中中粒粒子子由由P点点运运动动到到Q点点所所经经历历的的时时间间之之差。差。现在学习的是第56页，共83页(03春季全国春季全国)在在Oxyz坐标系所在的空间中，可能存在匀强电场坐标系所在的空间中，可能存在匀强电场或匀强磁场，也可能两者都存在或都不存在，但如果都存在，或匀强磁场，也可能两者都存在或都不存在，但
26、如果都存在，已知磁场平行于已知磁场平行于xy平面。现有一质量为平面。现有一质量为m带正电荷带正电荷q的点电荷的点电荷沿沿z轴正方向射入此空间中，轴正方向射入此空间中，发现它做速度为发现它做速度为v0匀速度直线运动匀速度直线运动。若不计重力，试写出电场和磁场的分布有哪几种可能性。要求对每一若不计重力，试写出电场和磁场的分布有哪几种可能性。要求对每一种可能性都要说出其中电场强度、磁感应强度的方向和大小，以及它种可能性都要说出其中电场强度、磁感应强度的方向和大小，以及它们之间可能存在的关系。不要求推导或说明理由。们之间可能存在的关系。不要求推导或说明理由。现在学习的是第57页，共83页某一空间存在互
27、相垂直的匀强电场和匀强磁场某一空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,E=10103伏伏/米米,沿沿Z轴方向轴方向,B=0.02特特,沿沿X轴方向轴方向.有一质子在原有一质子在原点点O自静止开始运动自静止开始运动,运动轨迹顶点运动轨迹顶点A离离y轴的高度轴的高度h=0.5米米.设质子比荷为设质子比荷为1108库库/千克千克.试求质子在试求质子在A点处的加速点处的加速度度.eEh=mv2/2Bev-eE=ma 现在学习的是第58页，共83页 在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（z轴正方向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿轴正方
28、向竖直向上），如图所示。已知电场方向沿z轴正方轴正方向，场强大小为向，场强大小为E；磁场方向沿；磁场方向沿y轴正方向，磁感应强度的大小轴正方向，磁感应强度的大小为为B；重力加速度为；重力加速度为g。问：一质量为。问：一质量为m、带电量为、带电量为+q的从原点的从原点出发的质点能否在坐标轴（出发的质点能否在坐标轴（x，y，z）上以速度）上以速度v做匀速运动？做匀速运动？若能，若能，m、q、E、B、v及及g应满足怎样的关系？若不能，说明应满足怎样的关系？若不能，说明理由。理由。05黑蒙桂黑蒙桂现在学习的是第59页，共83页(96全国全国)设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀设在地面上方的真空室
29、内，存在匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小电场强度的大小E=4.0V/m磁感应强度的大小磁感应强度的大小B=0.15T。今有一带负电的质点以今有一带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂的速度在此区域内沿垂直场强方向做直场强方向做匀速直线运动匀速直线运动，求此带电质点的电荷量与，求此带电质点的电荷量与质量之比质量之比q/m以及磁场的所有可能方向（角度可用反三角以及磁场的所有可能方向（角度可用反三角函数表示）。函数表示）。现在学习的是第60页，共83页地面附近空间存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场地面
30、附近空间存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场,已已知磁场方向垂直于纸面向里知磁场方向垂直于纸面向里,一个带电油滴沿着与竖直方一个带电油滴沿着与竖直方向成向成角的直线运动角的直线运动,由此可以判断由此可以判断()A.油滴一定做匀速直线运动油滴一定做匀速直线运动B.油滴可能做变速运动油滴可能做变速运动C.如果油滴带负电如果油滴带负电,它是从它是从M点运动到点运动到N点点D.如果油滴带正电如果油滴带正电,它是从它是从N点运动到点运动到M点点 现在学习的是第61页，共83页 现在学习的是第62页，共83页一一束束波波长长的的强强光光射射在在金金属属板板P的的A处处发发生生了了光光电电效效应应,能能从从A
31、处处向向各各个个方方向向逸逸出出不不同同速速度度的的光光子子.金金属属板板P的的左左侧侧有有垂垂直直纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场,磁磁感感应应强强度度为为B,面面积积足足够够大大,在在A点点上上方方L处处有有一一涂涂荧荧光光材材料料的的金金属属条条Q,并并与与P垂垂直直。现现光光束束射射到到A处处，金金属属条条Q受受到到光光电电子子的的冲冲击击而而发发出出荧荧光光的的部部分分集集中中在在CD间，且间，且CD=L，光电子的质量为，光电子的质量为m，电量为，电量为e，光速为，光速为c，（1）金属板）金属板P逸出光电子后带什么电？逸出光电子后带什么电？（2）计算）计算P板金属发出光电效应的逸
32、出功板金属发出光电效应的逸出功W（3）从）从D点飞出的光电子中，在磁场中飞行的最短时间是多点飞出的光电子中，在磁场中飞行的最短时间是多少？少？现在学习的是第63页，共83页现在学习的是第64页，共83页 现在学习的是第65页，共83页现在学习的是第66页，共83页现在学习的是第67页，共83页两两个个共共轴轴的的圆圆筒筒形形金金属属电电极极,外外电电极极接接地地,其其上上均均匀匀分分布布着着平平行行于于轴轴线线的的四四条条狭狭缝缝a、b、c和和d，外外筒筒的的外外半半径径为为r0.在在圆圆筒筒之之外外的的足足够够大大区区域域中中有有平平行行于于轴轴线线方方向向的的匀匀强强磁磁场场,磁磁感感应应
33、强强度度的的大大小小为为B.在在两两极极间间加加上上电电压压,使使两两圆圆筒筒之之间间的的区区域域内内有有沿沿半半径径向向外外的的电电场场.一一质质量量为为m、带带电电量量为为+q的的粒粒子子,从从紧紧靠靠内内筒筒且且正正对对狭狭缝缝a的的S点点出出发发,速速度度为为零零.如如果果该该粒粒子子经经过过一一段段时时间间的的运运动动之之后后恰恰好好又又回回到到出出发发点点S,则则两两电电极极之之间间的的电电压压U应是多少应是多少?(不计重力不计重力,整个装置在真空中整个装置在真空中)现在学习的是第68页，共83页现在学习的是第69页，共83页应用篇应用篇:课前作业课前作业:1.了解回旋加速器、质谱
34、仪、速度选择器、磁流体发电了解回旋加速器、质谱仪、速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计的工作原理及在科技生产中的应用机、电磁流量计的工作原理及在科技生产中的应用,如如何用所学知识解决这类问题何用所学知识解决这类问题?2.你还有那些方法来获得高能粒子你还有那些方法来获得高能粒子?现在学习的是第70页，共83页（1）PET在在心心脏脏疾疾病病诊诊疗疗中中，需需要要使使用用放放射射正正电电子子的的同同位位素素氮氮13示示踪踪剂剂。氮氮13是是由由小小型型回回旋旋加加速速器器输输出出的的高高速速质质子子轰轰击击氧氧16获获得得的的，反反应应中中同同时时还还产产生生另另一一个粒子，试写出该核反应方程。个
35、粒子，试写出该核反应方程。（2）PET所所用用回回旋旋加加速速器器示示意意如如图图，其其中中置置于于高高真真空空中中的的金金属属D形形盒盒的的半半径径为为R，两两盒盒间间距距为为d，在在左左侧侧D形形盒盒圆圆心心处处放放有有粒粒子子源源S，匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度为为B，方方向向如如图图所所示示。质质子子质质量量为为m，电电荷荷量量为为q。设设质质子子从从粒粒子子源源S进进入入加加速速电电场场时时的的初初速速度度不不计计，质质子子在在加加速速器器中中运运动动的的总总时时间间为为t（其其中中已已略略去去了了质质子子在在加加速速电电场场中中的的运运动动时时间间），质质子子在在电电场
36、场中中的的加加速速次次数数于于回回旋旋半半周周的的次次数数相相同同，加加速速质质子子时时的的电电压压大大小小可可视视为不变。求此加速器所需的高频电源频率为不变。求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压和加速电压U。（3）试试推推证证当当Rd时时，质质子子在在电电场场中中加加速速的的总总时时间间相相对对于于在在D形形盒盒中中回回旋旋的的时时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。05天津天津现在学习的是第71页，共83页Sd高频电源导向板B现在学习的是第72页，共83页同步加速器同步加速器:现在学习的是第73页，共83页N个长度
37、逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图（图中画出了六个圆筒，作为示意），各筒和靶相间地连接到频率为（图中画出了六个圆筒，作为示意），各筒和靶相间地连接到频率为，最大电压值为，最大电压值为U的正弦交流电的两端，整个装置放在高真空容器中，的正弦交流电的两端，整个装置放在高真空容器中，圆筒的两底面中心开有小孔。现有一电量为圆筒的两底面中心开有小孔。现有一电量为q质量为质量为m的正离子沿轴线的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间及靶间的缝隙的时间可以不计，已知离子进射入圆筒，并将在圆筒间及靶间的缝隙的时间可以不计，已知离子进入第
38、一圆筒间的电势差入第一圆筒间的电势差U1U2=-U，为使打在靶上的离子获得最大能，为使打在靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶子上的离子能量。子上的离子能量。现在学习的是第74页，共83页串列加速器是用来产生高能离子的装置串列加速器是用来产生高能离子的装置.虚线框内为其主体的原虚线框内为其主体的原理示意图理示意图,其中加速管的中部其中加速管的中部b处有很高的正电势处有很高的正电势U,a、c两端均有两端均有电极接地电极接地.现将速度很低的负一价碳离子从现将速度很低的负一价碳离子从a端输入端输入,当
39、离子到达当离子到达b处时处时,可被设在可被设在b处的特殊装置将其电子剥离处的特殊装置将其电子剥离,成为成为n价正离子价正离子,而而不改变其速度大小不改变其速度大小.这些正这些正n价碳离子从价碳离子从c端飞出后进入一与其速端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径的匀强磁场中，在磁场中做半径为为R的圆周运动的圆周运动.已知碳离子的质量已知碳离子的质量m=2.010-26Kg,U=7.5105V,B=0.05T,n=2,基元电荷基元电荷e=1.610-19C,求求R.03江苏江苏现在学习的是第75页，共83页正负电子对撞机的最后部分的简化
40、示意图如图所示位于水平面内正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆周运动的的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆周运动的“容容器器”，经过加速器加速后的正、负电子分别引入该管道时，具有，经过加速器加速后的正、负电子分别引入该管道时，具有相等的速度相等的速度v，它们沿管道向相反的方向运动，在管道内控制它们，它们沿管道向相反的方向运动，在管道内控制它们运动的是一系列圆形电磁铁，即图中的运动的是一系列圆形电磁铁，即图中的n个个A1、A2、A3An，并且，并且均匀分布在整个圆环上，每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场，并且磁感均匀分布在整个圆
41、环上，每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场，并且磁感应强度都相同，方向都竖直向下，每个磁场区域的直径为应强度都相同，方向都竖直向下，每个磁场区域的直径为d，改变电磁，改变电磁场内电流的大小，就可改变磁感应强度，从而改变电子偏转角度的大小，场内电流的大小，就可改变磁感应强度，从而改变电子偏转角度的大小，经过精确的调整，首先实现了电子沿管道的粗虚线运动，这时电子经每经过精确的调整，首先实现了电子沿管道的粗虚线运动，这时电子经每个电磁铁时射入点和射出点都在圆形电磁铁的直径两端，这就为进一步个电磁铁时射入点和射出点都在圆形电磁铁的直径两端，这就为进一步实现正、负电子的对撞做好了准备。实现正、负电子的对撞做好
42、了准备。(1)试确定正、负电子在管道试确定正、负电子在管道中分别沿什么方向运动；中分别沿什么方向运动；(2)知正、负电子的质量都是知正、负电子的质量都是m，所带的，所带的电荷量为电荷量为e，重力不计，求电磁铁内磁感应强度的大小。，重力不计，求电磁铁内磁感应强度的大小。现在学习的是第76页，共83页现在学习的是第77页，共83页质谱仪质谱仪:是一种测量带电粒子质量和分离同位素的仪器是一种测量带电粒子质量和分离同位素的仪器.1.已知已知q、B、d与与U；由；由qU=mv2/2-0,Bqv=mv2/r,d=2r联立得联立得m=B2d2q/8U2.知知v、B、d可分离荷质比不同的粒子可分离荷质比不同的
43、粒子01津晋津晋现在学习的是第78页，共83页速度选择器速度选择器:1.任何一个存在正交电场和磁场的空任何一个存在正交电场和磁场的空间都可看作速度选择器间都可看作速度选择器.2.只要粒子做匀速直线运只要粒子做匀速直线运动就有动就有Bqv=Eq即即v=E/B,与电性、电量、质量无关与电性、电量、质量无关（不计重力）（不计重力）2005春季北京春季北京23已知已知:U、d、v求求B;由由Ue/d=Bev得得B=U/dv现在学习的是第79页，共83页（04江苏）汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之江苏）汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极比）
44、的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A中心中心的小孔沿中心轴的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和和P间的区域。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心间的区域。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处点处,形成了一个亮点；加上偏转电压形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到后，亮点偏离到O点，点，O与与O点的竖直间距为点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计。此时，在，水平间距可
45、忽略不计。此时，在P和和P间的区域，间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向的点。已知极板水平方向的长度为长度为L1，极板间距为，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）。（如图所示）。（1）求打在荧光屏求打在荧光屏O点的电子速度的大小。点的电子速度的大小。（2）推导出电子的比荷的表达式。推导出电子的比荷的表达式。现在学习的是第80页，共83页已知已知:U、d、B求求v;由由Ue/d=Bev得得v=U/dB现在学习的是第81页，共83页磁流体发电机磁流体发电机04天津天津25现在学习的是第82页，共83页电磁流量计电磁流量计:Bqv=Eq=Uq/d;则则v=U/Bd;又又Q=Sv可得结果可得结果现在学习的是第83页，共83页