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1、2022年高三物理考前贏分30天 第23天
1.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)
(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng):
自由的帶電粒子(無(wú)軌道約束)在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和重力場(chǎng)中做的直線運(yùn)動(dòng)應(yīng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),除非運(yùn)動(dòng)方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向平行而粒子不受洛侖茲力.這是因?yàn)殡妶?chǎng)力和重力都是恒力,若它們的合力不能與洛侖茲力平衡,則帶電粒子速度的大小和方向?qū)?huì)改變,就不可能做直線運(yùn)動(dòng).
(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)
當(dāng)帶電粒子所受合外力變化且與粒子速度不在一條直線上時(shí),帶電粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).
(3)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng):
當(dāng)帶電粒子進(jìn)
2、入勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和重力場(chǎng)共存的復(fù)合場(chǎng)中,電場(chǎng)力和重力相平衡,粒子運(yùn)動(dòng)方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相垂直時(shí),帶電粒子就在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
(1)力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn):在正確分析受力情況的前提下,根據(jù)粒子的受力情況和初始狀態(tài),利用 F=ma的瞬時(shí)性,分析其運(yùn)動(dòng)情況,尋找解題的突破口.
(2)利用功和能觀點(diǎn):由于洛侖茲力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向垂直,在很多情況中帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是任意曲線運(yùn)動(dòng),同時(shí)根據(jù)場(chǎng)力做功的特點(diǎn),處理這類問(wèn)題往往利用動(dòng)能定理,能量守恒比較方便.
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(3)認(rèn)真分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié),充分挖掘題中的隱含條件,注意過(guò)程中力和運(yùn)
3、動(dòng)的相互制約關(guān)系,形成清晰的物理情景,全面整體地把握問(wèn)題的實(shí)質(zhì),把物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,提高綜合分析解決問(wèn)題的能力。
3.帶電粒子在電、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例
(1)速度選擇器:正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)組成速度選擇器。帶電粒子必須以唯一確定的速度(包括大小、方向)才能勻速(或者說(shuō)沿直線)通過(guò)速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這個(gè)速度的大小可以由洛倫茲力和電場(chǎng)力的平衡得出:qvB=Eq,。
(2)質(zhì)譜儀:質(zhì)譜儀是用來(lái)測(cè)定比荷,以鑒定同位素的裝置,該裝置包括三個(gè)部分:粒子加速器、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。如圖所示,根據(jù)相關(guān)知識(shí)可以推導(dǎo):,由于B、U相同,q對(duì)同一種元素均為常量,故正比于,根據(jù)不同的半徑
4、就可以算出不同的質(zhì)量。
(3)回旋加速器:回旋加速器中電場(chǎng)作用是使帶電粒子加速,磁場(chǎng)作用是使帶電粒子偏轉(zhuǎn),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期,被加速兩次。
補(bǔ)差糾錯(cuò)
1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器,其原理如圖所示。這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙。下列說(shuō)法正確的是
A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器
B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器
C.離子從磁場(chǎng)中獲得能量
D.離子從電場(chǎng)中獲得能量
●常見(jiàn)錯(cuò)解:AC
●正確答案:AD
●避錯(cuò)策略:清楚掌握在回旋加速器中,磁場(chǎng)和電場(chǎng)的作用。
解題規(guī)范
如圖所示,在xOy平面的第一
5、象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)的方向平行于y軸向下;在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于紙面向外。有一質(zhì)量為m,帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場(chǎng)左側(cè)平行于x軸射入電場(chǎng)。質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上A點(diǎn)時(shí),速度方向與x軸的夾角,A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d。接著,質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),并垂直于OC飛離磁場(chǎng)。不計(jì)重力影響。若OC與x軸的夾角為,求
(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大?。?
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小。
●解題規(guī)范:注意對(duì)于帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,不能直接用來(lái)求,而要有簡(jiǎn)要的推導(dǎo)過(guò)程。
考前贏分第23天 愛(ài)練才會(huì)贏
前日回顧
1.如圖所示,一束
6、電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面是一正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng),下列判斷正確的是( )
A.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng),其軌跡越長(zhǎng)
B.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng),其軌跡線所對(duì)應(yīng)的圓心角越大
C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電子,其軌跡線一定重合
D.電子的速率不同,它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相同
當(dāng)天鞏固
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1.如圖所示,一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)在固定的正的點(diǎn)電荷作用下繞該正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期為T(mén)0,軌道平面位于紙面內(nèi),質(zhì)點(diǎn)速度方向如圖中箭頭所示?,F(xiàn)加一垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知軌道半徑并不因此而改變,則
2.設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示。已知一離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下,從靜止開(kāi)始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。C為運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)。忽略重力,以下說(shuō)法中正確的是
A. 這離子必帶正電荷
B. A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度
C. 離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大
D.粒子到達(dá)B點(diǎn)后將沿BCA返回