理想气体的状态方程上课用讲稿.ppt

(1)请画出粒子上述过程中的运动轨迹,并求出粒子进入磁场时的速度大小v; (2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小; (3)求金属板间的电压U的最小值。 【解析】(1)轨迹如图所示 (2)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设其轨道半径为R， 由几何关系可知 R= qvB= 解得B= (3)粒子进入板间电场至速度减为零且恰不与正极板相碰时，板间电压U最小， 由动能定理有-qU=0- 解得U= 答案：(1)轨迹见解析图 (2) (3) 2.(2012·山东高考)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界 两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上 固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔 S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的 大小均为U0,周期为T0。在t=0时刻将一个质量为m、电量为 -q(q0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运 动,在t= 时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场) (1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d。 (2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。 (3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=3T0时刻再次到达S2,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。 【解析】(1)粒子由S1至S2的过程，根据动能定理得 qU0= ① 由①式得v= ② 设粒子的加速度大小为a，由牛顿第二定律得 =ma ③ 由运动学公式得 ④ 联立③④式得d= ⑤ (2)设磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得 qvB= ⑥ 要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞，必须满足 2R ⑦ 联立②⑥⑦式得 B ⑧ (3)设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为t1，有 d=vt1 ⑨ 联立②⑤⑨式得t1= ⑩ 若粒子再次到达S2时速度恰好为零，粒子回到极板间应做匀 减速运动，设匀减速运动的时间为t2， 根据运动学公式得d= ? 联立⑨⑩?式得t2= ? 设粒子在磁场中运动的时间为t t= ? 联立⑩? ?式得t= ? 设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，由⑥式结合运动学公式得 T= ? 由题意可知T=t ? 联立式???得B= ? 答案：(1) 考点2 带电粒子在复合场中的运动 带电粒子在复合场中运动的解题思路： (1)弄清复合场的组成,一般有磁场、电场的复合,电场、重力场的复合,磁场、重力场的复合,磁场、电场、重力场三者的复合。 (2)正确受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析。 (3)确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情况的分析。 (4)对于粒子连续通过几个不同情况场的问题,要分阶段进行处理。转折点的速度往往成为解题的突破口。 解题技巧 (5)画出粒子运动轨迹,灵活选择不同的运动规律。 ①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,根据受力平衡列方程求解。 ②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,应用牛顿运动定律结