《浙江省富陽市第二中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí) 磁場的應(yīng)用(儀器)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《浙江省富陽市第二中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí) 磁場的應(yīng)用(儀器)課件（38頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第四講第四講 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)一、磁場的應(yīng)用（儀器）一、磁場的應(yīng)用（儀器）2011年高考題：年高考題：(浙江第浙江第25題題).（22分）如圖甲所示，分）如圖甲所示，靜電除塵靜電除塵裝置裝置中有一長為中有一長為L、寬為、寬為b、高為、高為d的矩形通道，其前、后面板的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上、下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面使用絕緣材料，上、下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖，上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為圖，上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為電荷量為-q、分布均勻的塵埃以水平速度、分布均勻的塵埃以水平
2、速度v0進(jìn)入矩形通道，當(dāng)進(jìn)入矩形通道，當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)被收集。通帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)被收集。通過調(diào)整兩板間距過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率。當(dāng)可以改變收集效率。當(dāng)d=d0時(shí)為時(shí)為81%（即離（即離下板下板0.81d0范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集）。范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集）。不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用。不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用。（1）求收集效率為）求收集效率為100%時(shí)，兩板間距的最大值時(shí)，兩板間距的最大值dm；（2）求收集率與兩板間距的函數(shù)關(guān)系；）求收集率與兩板間距的函數(shù)關(guān)系；（3）若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為）若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)
3、為n，求穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板，求穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃質(zhì)量與兩板間距收集的塵埃質(zhì)量與兩板間距d的函數(shù)關(guān)系，并繪出圖線。的函數(shù)關(guān)系，并繪出圖線。課本課本P98第第3題題此裝置叫速度選擇器此裝置叫速度選擇器而不叫速率選擇器而不叫速率選擇器【例】【例】 某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)O以速度以速度v0向右射去，從右端中心向右射去，從右端中心a下方的下方的b點(diǎn)以速度點(diǎn)以速度v1射出；若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，該粒子將打到射出；若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，該粒子將打到a點(diǎn)上點(diǎn)上方的方的c點(diǎn)，且有點(diǎn)，且有ac=ab，則該粒子帶，則該粒子帶 電；第二次電；第二次射出時(shí)的速
4、度為射出時(shí)的速度為_。abcov0222012vvv正正 當(dāng)電場力與洛倫茲力不平衡時(shí)，粒子將作復(fù)雜的當(dāng)電場力與洛倫茲力不平衡時(shí)，粒子將作復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)解決問題的最好方法是從功和能曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)解決問題的最好方法是從功和能的角度分析。并抓住的角度分析。并抓住“洛倫茲力不做功洛倫茲力不做功” 和電和電場力做功的特點(diǎn)。場力做功的特點(diǎn)。磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)abLvBRqE=qvB電動(dòng)勢電動(dòng)勢：E=Ed=Bdv電流：電流：I=E/（R+r)r=？流體為：等離子束流體為：等離子束目的：發(fā)電目的：發(fā)電課本課本P98第第4題題 如圖所示為一如圖所示為一電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)的示意圖，截面的示意圖，截面
5、為正方形的非磁性管，其邊長為為正方形的非磁性管，其邊長為d，內(nèi)有導(dǎo)，內(nèi)有導(dǎo)電液體流動(dòng)，在垂直液體流動(dòng)方向加一指向電液體流動(dòng)，在垂直液體流動(dòng)方向加一指向紙里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為紙里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B現(xiàn)測得現(xiàn)測得液體液體a、b兩點(diǎn)間的電勢差為兩點(diǎn)間的電勢差為U，求管內(nèi)導(dǎo)電，求管內(nèi)導(dǎo)電液體的流量液體的流量Q為多少？為多少？qE=qvBU/d=vBU=vBdv=U/BdQ=Sv=d2U/Bd=dU/B例：一種測量血管中血流速度的儀器原理如圖所例：一種測量血管中血流速度的儀器原理如圖所示，在動(dòng)脈血管的左右兩側(cè)加有勻強(qiáng)磁場，上下示，在動(dòng)脈血管的左右兩側(cè)加有勻強(qiáng)磁場，上下兩側(cè)安裝電極并連接電壓表
6、。設(shè)血管的直徑是兩側(cè)安裝電極并連接電壓表。設(shè)血管的直徑是d，磁場的磁感強(qiáng)度為磁場的磁感強(qiáng)度為B，電壓表測出的電壓為，電壓表測出的電壓為U，則血流速度大小為多少？流量為多少？則血流速度大小為多少？流量為多少？由由Eq=Bqv得：得：E=BVU=Ed=BVd得：得：V=U/Bd流量：流量：Q=SV=dU/4B霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)hAAId（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢的電勢 下下側(cè)面?zhèn)让鍭的電勢的電勢（2）電子所受的洛倫茲力的大?。╇娮铀艿穆鍌惼澚Φ拇笮?。（3）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢差為）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢差為U時(shí)，電時(shí)，電子所受靜電力的大小為
7、子所受靜電力的大小為 。（4）實(shí)驗(yàn)表明：電壓）實(shí)驗(yàn)表明：電壓U與電流與電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系的關(guān)系為：為： 由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)為爾系數(shù)為k=1/ne，其中，其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)課本課本P103IBdUk速度選擇器速度選擇器+-磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)hAAId 建立模型的重要性建立模型的重要性科學(xué)抽象的一個(gè)重要方面就是建立理想化模型?？茖W(xué)抽象的一個(gè)重要方面就是建立理想化模型。這對(duì)這對(duì)“問題解決問題解決”起著至關(guān)重要的的作用。近起著至關(guān)重要
8、的的作用。近幾年高考每年都要考到很多實(shí)際問題。解決實(shí)幾年高考每年都要考到很多實(shí)際問題。解決實(shí)際問題的思路是：建立實(shí)際問題的理想化模型，際問題的思路是：建立實(shí)際問題的理想化模型，將其過程理想化，模型化。對(duì)于每一個(gè)模型，將其過程理想化，模型化。對(duì)于每一個(gè)模型，采用特定的方法予以解決。采用特定的方法予以解決。aa( 圖4 )amgTamgNaamgT( 壓力N=0時(shí))aamgN( 拉力T=0時(shí))以以v作勻速直線運(yùn)動(dòng)，改作勻速直線運(yùn)動(dòng)，改變以下條件不做勻速直線變以下條件不做勻速直線運(yùn)動(dòng)的有：運(yùn)動(dòng)的有：A A 減小粒子的帶電量減小粒子的帶電量B B 增大粒子的飛入速度增大粒子的飛入速度C C 從右邊飛入
9、從右邊飛入D D 讓粒子帶和原先符號(hào)相反的電荷讓粒子帶和原先符號(hào)相反的電荷直線加速器直線加速器回旋加速器回旋加速器電場作用：重復(fù)多次對(duì)粒子電場作用：重復(fù)多次對(duì)粒子_. _. 磁場作用：使粒子在磁場作用：使粒子在D D形盒內(nèi)形盒內(nèi)_ _ _。 交變電壓頻率交變電壓頻率= =粒子回旋頻率：粒子回旋頻率：f=f= 。 例題例題 如圖為處于真空室內(nèi)的回旋加速器示意圖，如圖為處于真空室內(nèi)的回旋加速器示意圖，質(zhì)量為質(zhì)量為m m，帶電量為，帶電量為q q的帶電粒子，剛進(jìn)入兩的帶電粒子，剛進(jìn)入兩D D形形盒間隙時(shí)速度可忽略不計(jì)，盒間隙時(shí)速度可忽略不計(jì)，D D形盒間隙間加有電形盒間隙間加有電壓為壓為U U的同步
10、交變電壓，能使帶電粒子每經(jīng)過的同步交變電壓，能使帶電粒子每經(jīng)過D D形形盒的間隙就被加速一次，兩盒的間隙就被加速一次，兩D D形盒中的勻強(qiáng)磁場形盒中的勻強(qiáng)磁場使粒子在盒內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到較大的使粒子在盒內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到較大的動(dòng)能后從外側(cè)出口處被引出進(jìn)行科學(xué)如圖動(dòng)能后從外側(cè)出口處被引出進(jìn)行科學(xué)如圖實(shí)實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)。若若D D形盒的半徑為形盒的半徑為R R，垂直，垂直D D形盒的勻強(qiáng)磁場磁感形盒的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B B，粒子所受重力忽略，粒子所受重力忽略不計(jì)，粒子經(jīng)過不計(jì)，粒子經(jīng)過D D形盒間隙的時(shí)間不計(jì)，求：形盒間隙的時(shí)間不計(jì)，求：（1 1）帶電粒子被引出時(shí)的動(dòng)能為多大？
11、）帶電粒子被引出時(shí)的動(dòng)能為多大？（2 2）帶電粒子在加速器中被加速的次數(shù)及時(shí)間。）帶電粒子在加速器中被加速的次數(shù)及時(shí)間。 （1 1）粒子在）粒子在D D形盒內(nèi)形盒內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB=mvqvB=mv2 2/r/r，v=qBr/mv=qBr/m，當(dāng)當(dāng)r r達(dá)最大值達(dá)最大值R R時(shí)，時(shí)，v vm m=qBR=qBR/m/m，故動(dòng)能最，故動(dòng)能最大值大值E EK K= = 圖11一17 （2 2）粒子每經(jīng)過兩）粒子每經(jīng)過兩D D形盒間隙，就被加速形盒間隙，就被加速一次，設(shè)共經(jīng)過一次，設(shè)共經(jīng)過n n次加次加速，則速，則nqUnqU=E=EK K，可得，可得n=n= 。 圖11一
12、17 又粒子每經(jīng)過一次半圓運(yùn)動(dòng)，為又粒子每經(jīng)過一次半圓運(yùn)動(dòng)，為半個(gè)周期，半個(gè)周期，且且T=2m/qBT=2m/qB不變，故不變，故加速總時(shí)間加速總時(shí)間t=t= 。 質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀課本課本P100例題例題思考：質(zhì)譜儀的主要作用是什么？思考：質(zhì)譜儀的主要作用是什么？測粒子的質(zhì)量測粒子的質(zhì)量測粒子的荷質(zhì)比測粒子的荷質(zhì)比測粒子的電量測粒子的電量分析同位素分析同位素（加速后直接進(jìn)入磁場（加速后直接進(jìn)入磁場U、B、d）（經(jīng)速度選擇器后進(jìn)入磁場（經(jīng)速度選擇器后進(jìn)入磁場V、B、d）帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng) 能忽略帶電體重力的情況下（什么情況？），則能忽略帶電體重力的情況下（什么情況？），
13、則只需考慮電場和磁場。這時(shí)有兩種情況：只需考慮電場和磁場。這時(shí)有兩種情況：1、電場和磁場成獨(dú)立區(qū)域、電場和磁場成獨(dú)立區(qū)域二力平衡二力平衡勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)不平衡不平衡復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng) 功功能能關(guān)關(guān)系系 分階段求解分階段求解處理方法：處理方法：2、電場和勻強(qiáng)磁場共存區(qū)域、電場和勻強(qiáng)磁場共存區(qū)域處理方法：處理方法：【例【例1】如圖所示，一帶電粒子重力不計(jì)，射如圖所示，一帶電粒子重力不計(jì)，射出時(shí)動(dòng)能減少，若要使帶電粒子的動(dòng)能增加出時(shí)動(dòng)能減少，若要使帶電粒子的動(dòng)能增加A 使帶電粒子性質(zhì)與原來相反使帶電粒子性質(zhì)與原來相反 B 使帶電粒子電荷量增加使帶電粒子電荷量增加 C 增大兩金屬板間
14、的電勢差增大兩金屬板間的電勢差 D 增大磁感應(yīng)強(qiáng)度增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 （北京理綜）（北京理綜）兩塊金屬板兩塊金屬板a、b平行放置，板間存在與勻強(qiáng)平行放置，板間存在與勻強(qiáng)電場正交的勻強(qiáng)磁場，假設(shè)電場、磁場只存在于兩板間的電場正交的勻強(qiáng)磁場，假設(shè)電場、磁場只存在于兩板間的空間區(qū)域。一束電子以一定的初速度空間區(qū)域。一束電子以一定的初速度v0從兩極板中間，沿垂從兩極板中間，沿垂直于電場、磁場的方向射人場中，無偏轉(zhuǎn)地通過場區(qū)，如直于電場、磁場的方向射人場中，無偏轉(zhuǎn)地通過場區(qū)，如圖所示。已知板長圖所示。已知板長l10cm，兩板間距，兩板間距d=3.0cm，兩板間電，兩板間電勢差勢差U=150V，v0=2.01
15、07m/s。（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。坏拇笮?；（2）若撤去磁場，求電子穿過電場時(shí)偏離入射方向的距離，）若撤去磁場，求電子穿過電場時(shí)偏離入射方向的距離，以及電子通過場區(qū)后動(dòng)能以及電子通過場區(qū)后動(dòng)能 增加多少？增加多少？（電子所帶電荷量的大小與其質(zhì)量之比（電子所帶電荷量的大小與其質(zhì)量之比e/m=1.761011C/kg，電子電荷量的大小電子電荷量的大小e 1.60 10-19C） 42.5 10BT55KEev【例【例2】如圖所示，一帶電微粒從兩豎直的帶等量異如圖所示，一帶電微粒從兩豎直的帶等量異種電荷的平板上方種電荷的平板上方h處自由落下，兩板間還存在勻處自由落下，兩板間還存在勻
16、強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，帶電小球通過正交的強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，帶電小球通過正交的電磁場時(shí)電磁場時(shí) A可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) B可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C一定做曲線運(yùn)動(dòng)一定做曲線運(yùn)動(dòng) D可能可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) ChEB20m/s，方向與，方向與E成成60角斜向右上方角斜向右上方 【例【例3】如右圖所示，某空間存在著正交的勻強(qiáng)電場如右圖所示，某空間存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和勻強(qiáng)磁場，場強(qiáng)方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面水平向里，垂直紙面水平向里，B=1T，E=10 N/C?，F(xiàn)有一質(zhì)。現(xiàn)有一質(zhì)量量m
17、=210 - 6 kg，q= + 210 6 C的液滴以某一速度的液滴以某一速度進(jìn)入該區(qū)域恰能作勻速直線運(yùn)動(dòng)，求這個(gè)速度的大進(jìn)入該區(qū)域恰能作勻速直線運(yùn)動(dòng)，求這個(gè)速度的大小和方向。小和方向。 3【例【例4】一個(gè)帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場和勻一個(gè)帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則該帶電微強(qiáng)磁場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則該帶電微粒必然帶粒必然帶 ，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?。若已知。若已知圓半徑為圓半徑為r，電場強(qiáng)度為，電場強(qiáng)度為E磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則線速，則線速度為度為 。負(fù)電負(fù)電 逆時(shí)針逆時(shí)針BrgE結(jié)論：帶電微粒在三個(gè)結(jié)論：帶電微粒在三個(gè)場共同作
18、用下做勻速圓場共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。必然是電場力周運(yùn)動(dòng)。必然是電場力和重力平衡，而洛侖茲和重力平衡，而洛侖茲力充當(dāng)向心力。力充當(dāng)向心力。B E【例【例5】在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，有在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，有一傾角為一傾角為的光滑絕緣斜面，已知磁場方向垂直紙的光滑絕緣斜面，已知磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，電場方向豎直向上。有，電場方向豎直向上。有一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為+q的小球靜止在斜面頂端，的小球靜止在斜面頂端，這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱?，如圖所示；若這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫η『脼榱?，如圖所示；若迅速把電場方向反轉(zhuǎn)豎直
19、向下，小球能在斜面上連迅速把電場方向反轉(zhuǎn)豎直向下，小球能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時(shí)間是多少？續(xù)滑行多遠(yuǎn)？所用時(shí)間是多少？ BE， 2222cossinm gSq BcotmtqB【例【例6 6】質(zhì)量為質(zhì)量為m帶電量為帶電量為q的小球套在豎直放置的的小球套在豎直放置的絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。勻強(qiáng)電場。勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的方向如圖所示，電場強(qiáng)度為和勻強(qiáng)磁場的方向如圖所示，電場強(qiáng)度為E，磁感，磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長，電場和磁場也足夠大，夠長，電場和磁場也足夠大， 求運(yùn)動(dòng)過程中小球求運(yùn)動(dòng)
20、過程中小球的最大加速度和最大速度。的最大加速度和最大速度。 am=g mgEvBqB若將磁場的方向反向，而其他條若將磁場的方向反向，而其他條件都不變呢？件都不變呢？(導(dǎo)與練導(dǎo)與練P115）例）例2 EqagmmgEvBqBEB(04理綜理綜)如圖所示，在如圖所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)的空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)沿沿y軸負(fù)方向；在軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方的空間中，存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的帶的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過y軸上軸上yh處的點(diǎn)處的點(diǎn)P1時(shí)速率為時(shí)速率為v
21、0，方向沿方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過軸正方向；然后，經(jīng)過x軸上軸上x2h處的處的 P2點(diǎn)進(jìn)入點(diǎn)進(jìn)入磁場，并經(jīng)過磁場，并經(jīng)過y軸上軸上y2h處的處的P3點(diǎn)。不計(jì)重力。求點(diǎn)。不計(jì)重力。求（l）電場強(qiáng)度的大小。）電場強(qiáng)度的大小。（2）粒子到達(dá)）粒子到達(dá)P2時(shí)速度的時(shí)速度的 大小和方向。大小和方向。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 yxP1P2P30202mvEqh02vv450m vBqh小結(jié)小結(jié):帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的一般處理方法的一般處理方法2、重視：受力分析、過程分析、狀態(tài)分析、重視：受力分析、過程分析、狀態(tài)分析(尤其是尤其是尋找和正確分析臨界狀態(tài)尋找和正
22、確分析臨界狀態(tài))注意：電場力和洛侖茲力的特性注意：電場力和洛侖茲力的特性3、力學(xué)二大觀點(diǎn)：、力學(xué)二大觀點(diǎn)： 動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)1、帶電質(zhì)點(diǎn)、小球、油滴、塵埃等重力一般不可、帶電質(zhì)點(diǎn)、小球、油滴、塵埃等重力一般不可忽略，應(yīng)考慮重力的作用忽略，應(yīng)考慮重力的作用【例【例7導(dǎo)與練導(dǎo)與練P111例例1】如圖，半徑為如圖，半徑為r=310-2m的圓形區(qū)的圓形區(qū)域內(nèi)，有一勻強(qiáng)磁場域內(nèi)，有一勻強(qiáng)磁場B=0.2T，一帶正電粒子以速度，一帶正電粒子以速度v0=106m/s的的從從a點(diǎn)處射入磁場，該粒子荷質(zhì)比為點(diǎn)處射入磁場，該粒子荷質(zhì)比為q/m=108C/kg，不計(jì)重力則：，不計(jì)重力則：（1）
23、粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是多少？（）粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是多少？（2）若要使）若要使粒子飛離磁場時(shí)有最大的偏轉(zhuǎn)角，其入射時(shí)粒子的方向應(yīng)如何粒子飛離磁場時(shí)有最大的偏轉(zhuǎn)角，其入射時(shí)粒子的方向應(yīng)如何（以（以v0與與Oa的夾角的夾角表示）？最大偏轉(zhuǎn)角多大？表示）？最大偏轉(zhuǎn)角多大？ 半徑確定時(shí)，通過的弧越長，半徑確定時(shí)，通過的弧越長，偏轉(zhuǎn)角度越大：而弧小于半個(gè)偏轉(zhuǎn)角度越大：而弧小于半個(gè)圓周時(shí)，弦越長則弧越長。圓周時(shí)，弦越長則弧越長。課外思考：若課外思考：若Rr，最大偏角，最大偏角是多少？什么時(shí)候偏角最大？是多少？什么時(shí)候偏角最大？=370 最大偏轉(zhuǎn)角為最大偏轉(zhuǎn)角為740【練習(xí)【練習(xí)】 如
24、圖所示，一個(gè)帶電粒子兩次以同樣的如圖所示，一個(gè)帶電粒子兩次以同樣的垂直于場線的初速度垂直于場線的初速度v0分別穿越勻強(qiáng)電場區(qū)和勻分別穿越勻強(qiáng)電場區(qū)和勻強(qiáng)磁場區(qū)強(qiáng)磁場區(qū)(第一次只存在電場第一次只存在電場,第二次只存在磁場第二次只存在磁場)， 場區(qū)的寬度均為場區(qū)的寬度均為L偏轉(zhuǎn)角度均為偏轉(zhuǎn)角度均為，求，求E B0cosvEB例例3 、 如圖所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，外電極如圖所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，外電極接地，其上均勻分布著平行于軸線的四個(gè)狹縫接地，其上均勻分布著平行于軸線的四個(gè)狹縫a、b、c、d，外筒的半徑為，外筒的半徑為r0。在圓筒之外的足夠大區(qū)域有平行于。在圓筒之外的足夠大區(qū)域
25、有平行于軸線的方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為軸線的方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在兩極之間，在兩極之間加上電壓，使兩圓筒間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場。加上電壓，使兩圓筒間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場。一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、帶電荷量為、帶電荷量為+q的粒子，從緊帖內(nèi)筒且正對(duì)的粒子，從緊帖內(nèi)筒且正對(duì)狹縫狹縫a的的S出發(fā)，初速度為零。如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間出發(fā)，初速度為零。如果該粒子經(jīng)過一段時(shí)間后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S，則兩電極間電壓，則兩電極間電壓U應(yīng)是多少？應(yīng)是多少？（不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中）（不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中）v0U=qr02B2/2mSabcd【例【例6 6】如圖如圖
26、1所示，兩塊水平放置的金屬板長為所示，兩塊水平放置的金屬板長為L=1.40m=1.40m，間距為，間距為d=30cm=30cm。兩板間有。兩板間有B=1.25T=1.25T、方向垂、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和圖直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和圖2所示的脈動(dòng)電壓。當(dāng)所示的脈動(dòng)電壓。當(dāng)t=0=0時(shí)，質(zhì)量時(shí)，質(zhì)量m=2.00=2.001010 15 15 kg kg、電荷量、電荷量q=1.00=1.0010 10 1010 C C的正粒子，以速度的正粒子，以速度v0 0=4.00=4.0010 10 3 3 m/s m/s 從兩板中央水從兩板中央水平射入，不計(jì)重力，試分析：平射入，不計(jì)重力，試分析：（1 1
27、）粒子在兩板間如何運(yùn)動(dòng)？會(huì)不會(huì)碰到極板上？）粒子在兩板間如何運(yùn)動(dòng)？會(huì)不會(huì)碰到極板上？（2）粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少）粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是多少? ? v0圖圖1 1t/10 4s1.5012345U/10 3V圖圖2 2t=6.510 4 s 如圖所示，在如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有場強(qiáng)平面內(nèi)，有場強(qiáng)E=12N/C，方，方向沿向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為軸正方向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T、方向垂直、方向垂直xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場一個(gè)質(zhì)量場一個(gè)質(zhì)量m=410-5kg，電量，電量q=2.510-5C帶帶正電的微粒，在正電的微粒，在xOy平面內(nèi)
28、做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí)，撤去磁場，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電時(shí)，撤去磁場，經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的軸上的P點(diǎn)求：（點(diǎn)求：（1）P點(diǎn)到原點(diǎn)到原點(diǎn)點(diǎn)O的距離；（的距離；（2）帶電微粒由原點(diǎn)）帶電微粒由原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間06高考四川卷高考四川卷（20分）如圖所示，在足夠大的空間范分）如圖所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)，同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里圍內(nèi)，同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.57T。小球。小球1帶正電，帶正電，其電量與質(zhì)量之比其電量與質(zhì)量之比q1/m14C/kg，所受重力與電場力的，所受重力與電場力的大小相等；小球大小相等；小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球支架上。小球1向右以向右以v023.59m/s的水平速度與小球的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過正碰，碰后經(jīng)過0.75s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。（?。ㄈ10m/s2）問：）問：（1）電場強(qiáng)度）電場強(qiáng)度E的大小的大?。?）兩小球的質(zhì)量之比）兩小球的質(zhì)量之比m2/m1
浙江省富陽市第二中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí) 磁場的應(yīng)用(儀器)課件
