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1、关于带电粒子在叠加场中的运动问题第1页，讲稿共19张，创作于星期日1.1.带电粒子在复合场中运动的分析方法带电粒子在复合场中运动的分析方法第2页，讲稿共19张，创作于星期日2、带电体在复合场中运动的几种运动模型带电体在复合场中运动的几种运动模型1 1、匀速直线运动、匀速直线运动abEBEB+q mCBED+q m第3页，讲稿共19张，创作于星期日3 3、匀速圆周运动、匀速圆周运动2 2、类平抛运动、类平抛运动第4页，讲稿共19张，创作于星期日如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图，它曾由航天飞机如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图，它曾由航天飞机携带升空，安装在阿尔法空间站中，用来探测宇宙射
2、线现假携带升空，安装在阿尔法空间站中，用来探测宇宙射线现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线，恰好沿直线设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线，恰好沿直线OOOO通过通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2B2，形成两条径迹，形成两条径迹，则下列说法中正确的（）则下列说法中正确的（）A A粒子粒子1 1进入磁场进入磁场B2B2的速度小于粒子的速度小于粒子2 2的速度的速度B B粒子粒子1 1进入磁场进入磁场B2B2的速度等于粒子的速度等于粒子2 2的速度的速度C C粒子粒子1 1的比荷大于粒子的比荷大于粒子2 2的比荷的比荷D D粒子粒子1 1的比荷小于粒子的比
3、荷小于粒子2 2的比荷的比荷类型一：电场和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加第5页，讲稿共19张，创作于星期日 有一个带电量为有一个带电量为+q+q、重为、重为G G的小球的小球,从两竖直的带电平行板上从两竖直的带电平行板上方方h h处自由落下处自由落下,两极板间另有匀强磁场两极板间另有匀强磁场,磁感应强度为磁感应强度为B,B,方方向如图向如图1111所示所示,则带电小球通过有电场和磁场的空间时则带电小球通过有电场和磁场的空间时,下列说法错误的是下列说法错误的是 ()()A.A.一定作曲线运动一定作曲线运动B.B.不可能做曲线运动不可能做曲线运动C.C.有可能做匀加速运动有可能做匀加速运动D.
4、D.有可能做匀速运动有可能做匀速运动图图1111类型一：电场和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加第6页，讲稿共19张，创作于星期日如图所示如图所示,一束同位素离子流从狭缝一束同位素离子流从狭缝S1S1射入速度选择器射入速度选择器,能够能够沿直线通过速度选择器并从狭缝沿直线通过速度选择器并从狭缝S2S2射出的离子射出的离子,又沿着与电场又沿着与电场垂直的方向垂直的方向,立即进入场强大小为立即进入场强大小为E E的偏转电场的偏转电场,最后打在照最后打在照相底片相底片D D上上.已知同位素离子的电荷量为已知同位素离子的电荷量为q(q0),q(q0),速度选择器速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为
5、内部存在着相互垂直的场强大小为E E0 0的匀强电场和磁感应的匀强电场和磁感应强度大小为强度大小为B B0 0的匀强磁场的匀强磁场,照相底片照相底片D D与狭缝与狭缝S S1 1 S S2 2的连线平的连线平行且距离为行且距离为L,L,忽略重力的影响忽略重力的影响.求：求：x x与离子质量与离子质量m m之间之间的关系式的关系式(用用E0E0 B0B0 E E q q m m L L表示表示).).第7页，讲稿共19张，创作于星期日质谱仪。质谱仪。可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知电可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知电量的情况下测定粒子质量。量的情况下测定粒子质量。类型一：电场
6、和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加第8页，讲稿共19张，创作于星期日图是质谱仪的原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进图是质谱仪的原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为场的强度分别为B B和和E E.平板平板S S上有可让粒子通过的狭缝上有可让粒子通过的狭缝P P和记和记录粒子位置的胶片录粒子位置的胶片A A1 1A A2 2.平板平板S S下方有强度为下方有强度为B B0 0的匀强磁场的匀强磁场下列表述错误的是（下列表述错误的是（）A A质谱仪是分析同位素的重要工具质谱仪是分析
7、同位素的重要工具B B速度选择器中的磁场方向垂直速度选择器中的磁场方向垂直 纸面向外纸面向外C C能通过狭缝能通过狭缝P P的带电粒子的速率的带电粒子的速率 等于等于E E/B BD D粒子打在胶片上的位置越靠近粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝狭缝P P，粒子的比荷越小，粒子的比荷越小类型一：电场和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加D第9页，讲稿共19张，创作于星期日例例磁磁流流体体发发电电机机原原理理如如图图。相相距距为为 d d 的的极极板板A A、B B间间有有高高速速等等离离子子体体喷喷射射，两两极极板板间间有有如如图图方方向向的的匀匀强强磁磁场场。该该发发电电机机哪哪个个极极板板为为正
8、正极极？两两板板间间最最大大电电压压为为多多少少？设设气气体的电导率体的电导率(电阻率的倒数电阻率的倒数)为为K K，求通过外阻，求通过外阻R R的电流？的电流？vB为正极板为正极板即磁流体发电机的电动势即磁流体发电机的电动势类型一：电场和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加第10页，讲稿共19张，创作于星期日zBIyxv注意：注意：电流方向相同时电流方向相同时，正、负离子在，正、负离子在同一个磁场同一个磁场中所中所受洛伦兹力的方向相同，偏转方向相同。受洛伦兹力的方向相同，偏转方向相同。BIyxzv类型一：电场和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加霍尔效应霍尔效应第11页，讲稿共19张，创作于星期
9、日如图所示的流量计由绝缘材料制成，长、宽、高分别为如图所示的流量计由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a a、b b、c c，左右两端开口在垂直于上下底面方向加磁感应强度大，左右两端开口在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为小为B B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显为电极污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压示两个电极间的电压U U.若用若用Q Q表示污水流量表示污水流量(单位时间内排单位时间内排出的污水体积出的污水体积)，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是 (
10、)A A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B B若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C C污水中离子浓度越高，污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大电压表的示数将越大D D污水流量污水流量Q Q与与U U成正比，成正比，与与a a、b b无关无关答案：答案：D D类型一：电场和磁场的叠加（类型一：电场和磁场的叠加（流量计）流量计）第12页，讲稿共19张，创作于星期日例例2 2质量为质量为 m m 带电量为带电量为 q q 的小球套在竖直放置的绝缘杆的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数
11、为上，球与杆间的动摩擦因数为。匀强电场和匀强磁场的方。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为向如图所示，电场强度为 E E，磁感应强度为，磁感应强度为 B B。小球由静止。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大，释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大，求求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。运动过程中小球的最大加速度和最大速度。EBqEqvBmgfN最大加速度为最大加速度为 g，此时有：，此时有：qvB=qE，N=0，f=0当摩擦力和重力大小相等时，小当摩擦力和重力大小相等时，小球速度达到最大球速度达到最大 类型一：电场和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加第1
12、3页，讲稿共19张，创作于星期日拓展：拓展：若将磁场反向，其余条件不变。最大加速若将磁场反向，其余条件不变。最大加速度和最大速度又各是多少？何时出现？度和最大速度又各是多少？何时出现？开始的加速度最大开始的加速度最大为为摩擦力等于重力摩擦力等于重力时时速度最大，速度最大，为为EBqEqvBmgfN类型一：电场和磁场的叠加类型一：电场和磁场的叠加第14页，讲稿共19张，创作于星期日如图所示，如图所示，I I、是竖直平面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨是竖直平面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道，道，K K为轨道最低点轨道为轨道最低点轨道I I处于垂直纸面向外的匀强磁场中，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，轨
13、道轨道IIII处于水平向右的匀强电场中两个完全相同的带正处于水平向右的匀强电场中两个完全相同的带正电小球电小球a a、b b从静止开始下滑至第一次到达最低点从静止开始下滑至第一次到达最低点k k的过程，的过程，则此过程带电小球则此过程带电小球a a、b b相比（）相比（）A A球球a a所需时间较长所需时间较长B B球球b b机械能损失较多机械能损失较多C C在在K K处球处球a a速度较大速度较大D D在在K K处球处球b b对轨道压力较大对轨道压力较大BC类型二类型二 磁场磁场+重力场重力场+电场电场第15页，讲稿共19张，创作于星期日例例3 3一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场一
14、个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_，旋转方向为，旋转方向为_。若已知圆半径为。若已知圆半径为r r，电场强，电场强度为度为 E E 磁感应强度为磁感应强度为 B B，则线速度为，则线速度为_。BE负电，负电，逆时针，逆时针，v=qBr/m=gBr/E类型三类型三 磁场磁场+重力场重力场+电场电场第16页，讲稿共19张，创作于星期日2 2如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由场方向水平向右，
15、磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a a点进入电磁场并刚好能沿点进入电磁场并刚好能沿abab直线向上运动，下列说法正确直线向上运动，下列说法正确的是的是 ()()A A微粒一定带负电微粒一定带负电B B微粒动能一定减小微粒动能一定减小C C微粒的电势能一定增加微粒的电势能一定增加 D D微粒的机械能一定增加微粒的机械能一定增加abE类型三类型三 磁场磁场+重力场重力场+电场电场第17页，讲稿共19张，创作于星期日【例例4 4】如图所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强如图所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的磁场方向垂直纸面向里，某带电小球
16、从光滑绝缘轨道上的a a点自由滑下，经过轨道端点点自由滑下，经过轨道端点P P进入板间后恰好沿水平方向做进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的直线运动，现使小球从稍低些的b b点开始自由滑下，在经点开始自由滑下，在经P P点点进入板间的运动过程中进入板间的运动过程中()()A A、其动能将会增大、其动能将会增大 B B、其电势能将会增大、其电势能将会增大 C C、小球所受的洛伦兹力将会增大、小球所受的洛伦兹力将会增大 D D、小球所受的电场力将会增大、小球所受的电场力将会增大ABC类型三类型三 磁场磁场+重力场重力场+电场电场第18页，讲稿共19张，创作于星期日感感谢谢大大家家观观看看第19页，讲稿共19张，创作于星期日