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《高三物理第讲带电粒子在复合场中的运动复习课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3讲 带电粒子在复合场中的运动知识建构技能建构一、复合场1.复合场是指电场、磁场和重力场并存,或其中某两种场并存的场,或分区域存在.知识建构技能建构力的特点功和能的特点重力场大小:G=①mg方向:②竖直向下重力做功与路径③无关重力做功改变④重力势能静电场大小:F=⑤qE方向:正电荷受力方向与场强方向⑥相同;负正电荷受力方向与场强方向⑦相反电场力做功与路径⑧无关W=⑨qU电场力做功改变⑩电势能2.三种场的比较知识建构技能建构磁场洛伦兹力大小:F=qvB方向:符合左手定则洛伦兹力不做功,不改变电荷的动能知识建构技能建构1.静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于
2、静止状态或做匀速直线运动.二、带电粒子在复合场中的运动分类知识建构技能建构2.匀速圆周运动在三场并存的区域中,当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动.知识建构技能建构3.较复杂的曲线运动当带电粒子所受的合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一条直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线.知识建构技能建构4.分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的复合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成.注意:①研究带电粒子在复合场中的运动时,首先要
3、明确各种不同力的性质和特点;其次要正确地画出其运动轨迹,再选择恰当的规律求解.②一般情况下,电子、质子、粒子等微观粒子在复合场中所受的重力远小于电场力、磁场力,因而重力可以忽略.如果有具体数据,可以通过比较来确定是否考虑重力,在有些情况下需要由题设条件来确定是否考虑重力.知识建构技能建构1.电视显像管电视显像管是应用电子束磁偏转(填“电偏转”或“磁偏转”)的原理来工作的,使电子束偏转的磁场(填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生的.显像管工作时,由电子枪发射电子束,利用磁场来使电子束偏转,实现电视技术中的扫描,使整个荧光屏都在发光.(一)电场磁场分区域应用实例三、带电粒子在复合
4、场中运动的应用实例知识建构技能建构(1)构造:如下图所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成.2.质谱仪知识建构技能建构(2)原理:粒子由静止被加速电场加速,根据动能定理可得关系式qU=mv2粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得关系式qvB=由以上两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷:r=,m=,=知识建构技能建构3.回旋加速器知识建构技能建构(1)构造:如右图所示,D1、D2是半圆金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源.D形盒处于匀强磁场中.知识建构技能建构(2)原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在圆周运动
5、的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的电势差一次一次地反向,粒子就会被一次一次地加速.由qvB= ,得Ekm=,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形室半径R决定,与加速电压无关.(二)电场磁场同区域并存的实例知识建构技能建构(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直.这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.1.速度选择器(如右图)(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE=qvB,即v=,与粒子的电性、电荷量和质量无关(填“有关”或“无关”).知识建构技能建构(1)磁流体发电是一项新兴技术,它可以把内能直接转化为电能.2.磁流体发电机(
6、2)根据左手定则,如图所示中的B是发电机正极.知识建构技能建构(4)电源电阻r=ρ,外电阻R中的电流可由闭合电路欧姆定律求出,即I==.(3)磁流体发电机两极板间的距离为l,等离子体速度为v,磁场磁感应强度为B,则两极板间能达到的最大电势差U=Blv.知识建构技能建构3.电磁流量计知识建构技能建构4.霍尔效应:在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,磁感应强度与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电场,这个现象称为霍尔效应.所产生的电势差称为霍尔电势差,其原理如图所示.知识建构技能建构1.关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量,下列结论中正确的是( )
7、A.与加速器的半径有关,半径越大,能量越大B.与加速器的磁场有关,磁场越强,能量越大C.与加速器的电场有关,电场越强,能量越大D.与带电粒子的质量和电荷量均有关,质量和电荷量越大,能量越大【解析】回旋加速器中的带电粒子旋转半径与能量有关,速度越大,半径越大.达到最大速度v时,半径增大到最大R,能量最大.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,满足qvB=,则v=,故E=知识建构技能建构mv2=.R越大,能量越大,A正确;B越大,能量越大,B正确;E与加速器的电场无关,C不
