高三物理二輪 精彩回扣15天 第10天粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動課件

(考前倒計(jì)時)第第10天天(5月月28日日)粒子在復(fù)粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動合場中的運(yùn)動 熱點(diǎn)熟記寫個公式得2分 一、復(fù)合場的分類 1復(fù)合場：即電場與磁場有明顯的界線，帶電粒子分別在兩個區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運(yùn)動，即分段運(yùn)動，該類問題運(yùn)動過程較為復(fù)雜，但對于每一段運(yùn)動又較為清晰易辨，往往這類問題的關(guān)鍵在于分段運(yùn)動的連接點(diǎn)時的速度，具有承上啟下的作用 2疊加場：即在同一區(qū)域內(nèi)同時有電場和磁場，此類問題看似簡單，受力不復(fù)雜，但仔細(xì)分析其運(yùn)動往往比較難以把握 二、帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的基本分析 1當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為0時，粒子將做勻速直線運(yùn)動或靜止 2當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動方向在同一條直線上時，粒子將做變速直線運(yùn)動 3當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時，粒子將做勻速圓周運(yùn)動 4當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時，粒子將做變加速運(yùn)動，這類問題一般只能用能量關(guān)系處理 三、電場力和洛倫茲力的比較 1在電場中的電荷，不管其運(yùn)動與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運(yùn)動著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用 2電場力的大小FEq，與電荷的運(yùn)動的速度無關(guān)；而洛倫茲力的大小fBqvsin ，與電荷運(yùn)動的速度大小和方向均有關(guān) 3電場力的方向與電場的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直，又和速度方向垂直 4電場力既可以改變電荷運(yùn)動的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動的速度方向，不能改變速度大小 5電場力可以對電荷做功，能改變電荷的動能；洛倫茲力不能對電荷做功，不能改變電荷的動能 6勻強(qiáng)電場中在電場力的作用下，運(yùn)動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運(yùn)動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧 四、對于重力的考慮重力考慮與否分三種情況(1)對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等一般不做特殊交待就可以不計(jì)其重力，因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實(shí)際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等不做特殊交待時就應(yīng)當(dāng)考慮其重力(2)在題目中有明確交待的是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡單(3)對未知名的帶電粒子其重力是否忽略又沒有明確時，可采用假設(shè)法判斷，假設(shè)重力計(jì)或者不計(jì)，結(jié)合題給條件得出的結(jié)論若與題意相符則假設(shè)正確，否則假設(shè)錯誤 圖2 3電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)原理可解釋為：如圖3所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動導(dǎo)電液體中的自由電荷(正負(fù)離子)在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a，b間出現(xiàn)電勢差當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定由BqvEqUq/d，可得vU/Bd.流量QSvUd/4B圖圖3 4質(zhì)譜儀：如圖4所示 圖4組成：離子源O，加速電場U，速度選擇器(E，B1)，偏轉(zhuǎn)磁場B2，膠片 5回旋加速器：如圖5所示組成：兩個D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U.作用：電場用來對粒子(質(zhì)子、粒子等)加速，磁場用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速高能粒子是研究微觀物理的重要手段圖圖5 要求：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期等于交變電源的變化周期關(guān)于回旋加速器的幾個問題：(1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周運(yùn)動過程中只處在磁場中而不受電場的干擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動圖圖6 【例2】 如圖7所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場E(方向豎直向上)和勻強(qiáng)磁場B(方向垂直于紙面向外)中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場() 圖7 A增大電場強(qiáng)度E，減小磁感強(qiáng)度B B減小加速電壓U ，增大電場強(qiáng)度E C適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣 D適當(dāng)?shù)販p小電場強(qiáng)度E解析正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的區(qū)域中，受到的電場力FqE，方向向上，受到的洛倫茲力fqvB，方向向下，離子向上偏，說明了電場力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運(yùn)動，則只有使洛倫茲力增大或電場力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電場的電壓U或增大磁感強(qiáng)度B，減小電場力的途徑是減小場強(qiáng)E.對照選項(xiàng)的內(nèi)容可知C、D正確. 答案CD