[名校联盟]山东省冠县武训高级中学高三物理复习课件：8.3带电粒子在复合场中的运动3[名校联盟]山东省冠县武训高级中学高三物理复习课件：8.3带电粒子在复合场中的运动3.ppt

山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 知能优化演练 经典题型探究 课堂互动讲练 基础知识梳理 第8章　磁　场 山东水浒书业有限公司· 优化方案系列丛书 知能优化演练 经典题型探究 课堂互动讲练 基础知识梳理 第8章　磁　场 返回 * 8.3 带电粒子在复合场中的运动 zxxk 高三总复习 选修3-1 一、带电粒子在复合场中的运动 复合场是指磁场、电场、重力场共存或其中某两场并存，或分区域存在．zxxk (3)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． 二、带电粒子在复合场中运动的几种情况 (1)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 (2)当洛伦兹力提供向心力，其余各力的合力为零时，带电粒子做匀速圆周运动 三、带电粒子在复合场中运动的典型应用 包括:速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔效应 1、平行板中E和B互相垂直 （一）速度选择器 3、这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，跟电量和电荷正负无关，跟所以叫做速度选择器． 2、粒子沿直线通过则有： qvB ＝qE，v＝ 4、粒子反向通过就不是速度选择器 zx````xk 直线运动 电场力 动能 洛伦兹力 动能 （二）磁流体发电机 将等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体呈中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．当qvB＝ 时电势差稳定， 1、发电原理： 3、最大电势差U＝____. Bvd （新兴技术，把磁场能直接转化为电能） 2、B是发电机正极 U＝ ，这就相当于一个可以对外供电的电源． Zxx````k dvB （三）电磁流量计 圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力的作用下横向偏转，a、b间出现电势差，形成电场，当自由电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定 1、工作原理： （四）霍尔效应 1、定义：高h、宽为d的导体置于匀强磁场B中，当电流通过导体时，在导体板的上表面A和下表面A′之间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，此电压称为霍尔电压． 2、公式推导：设导体中自由电荷(载流子)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A积聚电子，则， qBv ＝ qE ，E ＝ Bv ， 电势差U＝ Eh ＝ Bhv又I ＝ nqSv S为导体的横截面积S＝hd 得v＝ 所以U＝Bhv＝ 1.如图所示，有a、b、c、d四个离子，它们带同种电荷且电荷量相等，它们的速率关系为vavb＝vcvd，质量关系为ma＝mbmc＝md.进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器射出，由此可以判定(　　) A．射向P1的是a粒子 B．射向P1的是b粒子 C．射向A2的是c粒子 D．射向A2的是d粒子 A 2.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Q1、Q2，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(　　) A．小球受到的洛伦兹力大小不变，方向也不变 B．小球受到的洛伦兹力将不断增大 C．小球的加速度先减小后增大 D．小球的电势能一直减小 C + 3.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θ角，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a点由静止开始沿杆向下运动，在c点时速度为4 m/s，b是a、c的中点，在这个运动过程中(　　) A．小球通过b点时的速度小于2 m/s B．小球在ab段克服摩擦力做的功与在bc段克服摩擦力做的功相等 C．小球的电势能一定增加 D．小球从b到c重力与电场力做的功可能等于克服阻力做的功 D 4、如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0×10－4 kg，带4.0×10－4 C的正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E＝10 N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ＝0.2，求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度．(设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10 m/s2) 【答案】　2 m/s2　5 m/s 【答案】　2 m/s2　5 m/s 5．如图所示，竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小E＝10 N/C，在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.5 T，一带电荷量q＝＋0.2