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带电粒子在复合场中的运动

带电粒子在复合场中的运动. 说明： 对带电粒子的 重力是否考虑 的情况 （ 1 ）微观带电粒子的重力不计； 如：电子、质子、 α 粒子等 ———— 肉眼看不到 （ 2 ）宏观带电粒子的重力不能忽略； 如：带电的小球、带电的液滴、带电的尘埃等 ———— 肉眼能看到 （ 3 ）有些带电粒子的重力是否考虑，要根据题设条件进行判定。 如：带电微粒 ————— 要自己判断.

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带电粒子在复合场中的运动

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Presentation Transcript

  1. 带电粒子在复合场中的运动

  2. 说明：对带电粒子的重力是否考虑的情况 （1）微观带电粒子的重力不计； 如：电子、质子、α粒子等 ————肉眼看不到 （2）宏观带电粒子的重力不能忽略； 如：带电的小球、带电的液滴、带电的尘埃等 ————肉眼能看到 （3）有些带电粒子的重力是否考虑，要根据题设条件进行判定。 如：带电微粒—————要自己判断

  3. 电子（质量为m，电量为e）自静止开始经M、N板间（电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d 的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，求匀强磁场的磁感应强度.

  4. 在y＞0的空间中存在匀强电场；在y＜0的空间中，存在匀强磁场。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的 P2点进入磁场，并经过y轴上y＝2h处的P3点。不计重力。求 （l）电场强度的大小。 （2）粒子到达P2时速度的大小和方向。 （3）磁感应强度的大小。 h 2h 2h

  5. 场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场相互正交，一个质子以速度v沿跟E、B都垂直的方向从A点射入，质子的电荷量为e，质量为m，当质子运动到C点时，偏离射入方向的距离为d，则质子在C点的动能为多少？场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场相互正交，一个质子以速度v沿跟E、B都垂直的方向从A点射入，质子的电荷量为e，质量为m，当质子运动到C点时，偏离射入方向的距离为d，则质子在C点的动能为多少？

  6. 若带电粒子同时受重力、电场力和洛仑滋力作用，若带电粒子同时受重力、电场力和洛仑滋力作用， 请思考下面两个问题： 【问题1】带电粒子能否做直线运动？该直线运动一定是匀速直线运动吗？ 答案：能　　一定。 【问题2】带电粒子能否做匀速圆周运动？若能，请你说明条件；若不能，请你说明理由。 答案：能，当重力与电场力平衡时，带电粒子可在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。

  7. × × × × × × × × V0 × × × × B A 若要使带电微粒沿着AB直线作匀速直线运动,则要向哪个方向加一个匀强磁场呢?电荷的电性应如何呢? BqV Eq mg

  8. 一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。 B E

  9. 有一个带电小球,自离开电磁场高为h的地方静止下落,一进入复合的电场,磁场就做匀速圆周运动,半径为R,所加匀强电场的方向是坚直向下的,大小为E,则所加的匀强磁场方向应是向哪个方向的?B的大小?有一个带电小球,自离开电磁场高为h的地方静止下落,一进入复合的电场,磁场就做匀速圆周运动,半径为R,所加匀强电场的方向是坚直向下的,大小为E,则所加的匀强磁场方向应是向哪个方向的?B的大小?

  10. 实例： • 1．速度选择器 • 如图11－3－1所示，所受重力可 • 忽略不计的带电粒子垂直射入 • 正交的匀强电场和匀强磁场的 • 复合场空间，所受电场力和洛 • 伦兹力方向相反，大小相等． • 即Eq＝Bqv，所以v＝ ① • 凡是符合①式的粒子能顺利通过场区从O2孔射出

  11. 2．磁流体发电机 • 如图11－3－2所示，等离子喷入磁场区域，磁场区域中有两块金属板A和B，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板产生电势差．最大电势差可达(B为磁感应强度，d为两板间距，v为喷射速度)． Bdv

  12. 3．电磁流量计 如图11－3－3所示： (1)用途：电磁流量计是用来测定 导电液体在导管中流动时流量的仪器． (2)原理：设导管的直径为d，用非磁性材料制成，磁感应强度为B，a、b间电势差为U，则流量Q＝Sv＝ ＝

  13. 4．霍尔效应 • 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了，这个现象称为霍尔效应．所产生的电势差称为霍尔电势差 磁场方向 电势差

  14. 5、质谱仪： 带电粒子被加速电场加速 后，进入速度选择器．速度选 择器内相互正交的匀强磁场和 匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强 磁场．下列表述错误的是 () A．质谱仪是分析同位素的重要工具 B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

  15. 一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b () A．穿出位置一定在O′点下方 B．穿出位置一定在O′点上方 C．运动时，在电场中的电势能一定减小 D．在电场中运动时，动能一定减小

  16. 带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，运动中经过b点，Oa＝Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比？带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，运动中经过b点，Oa＝Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比？

  17. 一个带正电q的带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场B中，带电体的质量为m，为了使它对水平的绝缘面恰好没有正压力，则应该 () A．将磁感应强度B的值增大 B．使磁场以速率v＝ 向上运动 C．使磁场以速率v＝ 向右运动 D．使磁场以速率v＝ 向左运动

  18. 半径为R的光滑绝缘环竖立于彼此正交的水平匀强电场和匀强磁场中，磁感应强度为B.今有一质量为m、带电荷量为+q的空心小球穿在环上，已知小球所受的电场力和重力的大小相等，则当小球由静止开始从环顶M点下滑到与圆心O等高的N点时，小球对环的压力大小为多少？半径为R的光滑绝缘环竖立于彼此正交的水平匀强电场和匀强磁场中，磁感应强度为B.今有一质量为m、带电荷量为+q的空心小球穿在环上，已知小球所受的电场力和重力的大小相等，则当小球由静止开始从环顶M点下滑到与圆心O等高的N点时，小球对环的压力大小为多少？

  19. 有一重力为G的带电小球，从两竖直的带等量异号电荷的平行板电容器的上方高h处自由落下.两板间还有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.则小球在通过板间的过程中　　 A.一定做曲线运动 B.可能做匀速直线运动 C.可能做变加速直线运动 D.机械能可能不变

  20. 在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ且足够长的光滑绝缘斜面，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上．现有一质量为m、带电荷量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零.若迅速把电场方向反转为竖直向下，则小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ且足够长的光滑绝缘斜面，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上．现有一质量为m、带电荷量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零.若迅速把电场方向反转为竖直向下，则小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？

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