昌樂二中導(dǎo)學(xué)案專題帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、山東省昌樂二中高三物理復(fù)習(xí)學(xué)案編制：審核：審批：使用時(shí)間：班級(jí)姓名組別專題18帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案 編號(hào)35一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知識(shí)與技能：會(huì)從動(dòng)力學(xué)和能量的方面分析帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。2、過程與方法：通過小組合作進(jìn)行自主探究。3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀：體驗(yàn)推理探究的過程，提高分析問題、解決問題的能力。二、考綱要求：1、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)n三、使用說明：認(rèn)真研讀課本，結(jié)合學(xué)案的預(yù)習(xí)指導(dǎo)、合作探究，將本部分的主體知識(shí)掌握；上課先對(duì)預(yù)習(xí)的效果進(jìn)行檢查 鞏固，后進(jìn)行討論展示、點(diǎn)評(píng)。最后老師進(jìn)行有針對(duì)性的點(diǎn)撥、拓展，搞好當(dāng)堂檢測(cè)，值日班長總結(jié)本節(jié)的 學(xué)習(xí)和學(xué)生各組的表現(xiàn)情況。四、預(yù)習(xí)

2、自學(xué)：1 .速度選擇器例1圖中為一“濾速器”裝置示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔 0進(jìn)入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使所選電子仍能夠沿水平直線 00運(yùn)動(dòng)，由0射出。不計(jì)重力作用?？赡苓_(dá)到上述目的的辦法是（）A. 使a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B. 使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C. 使a板電勢(shì)高于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外9 tD. 使a板電勢(shì)低于b板，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外b2. 磁流體發(fā)電機(jī)練習(xí)1。女口圖為磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖。設(shè)兩金屬板間的距離為d

3、,兩極板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。等離子體垂直進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v,單個(gè)離子所帶的電量為 q。離子通道（即兩極板內(nèi)所圍成空間）的等效電阻為r,負(fù)載電阻為 只。求（1）該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)；（2）發(fā)電機(jī)的總功率。/ / 7 嚴(yán) X X X X X 號(hào)屯道體/3. 電磁流量計(jì)練習(xí)2如圖為一電磁流量計(jì)的示意圖，其截面為正方形的非磁性管，每邊邊長為d,導(dǎo)電液體流動(dòng)，在垂直液體流動(dòng)方向上加一指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)測(cè)得液體 a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 U,求管內(nèi)導(dǎo)電液體的流量 Q.4. 霍爾效應(yīng)的、磁感應(yīng)強(qiáng)度例2.如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在與它垂直為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時(shí)

4、，在導(dǎo)體的上側(cè)面 A和下側(cè)面A/之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍 爾效應(yīng).實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差U、電流I和磁感強(qiáng)度B之間的關(guān)系為U =魚，式中的比例系數(shù) dK稱為霍爾系數(shù).圖中設(shè)電流 I是由電子的定向流動(dòng)形成的， 電子的平均定向速度為 U,電荷量為e.貝y(1) 達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體上側(cè)面A的電勢(shì)下側(cè)面A/的電勢(shì)(填“高于”、“低于”或“等于”).(2 )電子所受的洛倫茲力的大小為 .(3) 當(dāng)導(dǎo)體上、下兩側(cè)之間的電勢(shì)差為U時(shí)，電子所受的靜電力的大小為 .(4) 由靜電力和洛倫茲力平衡的條件， 證明霍爾系數(shù)為K=二，其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個(gè)數(shù)。ne5、質(zhì)譜儀不等，有種離子

5、從例3.如圖所示，有a、b、c、d四個(gè)離子，它們帶等量同種電荷，質(zhì)量 ma=mbv mc=md,以不等的速度u a u b= u c u d進(jìn)入速度選擇器后， 有兩 速度選擇器中射出，進(jìn)入 B2磁場(chǎng)，由此可判定()A .射向Pi的是a離子B 射向P2的是b離子C .射到Ai的是c離子D 射到A2的是d離子練習(xí)3.如圖所示，電容器兩極板相距 d,兩板間電壓為 U，極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Bi, 一束電 荷量相同的帶正電的粒子從圖示方向射入電容器，沿直線穿過電容器后進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2勻強(qiáng)磁場(chǎng)，結(jié)果分別打在a、b兩點(diǎn)，兩點(diǎn)間距為 AR。粒子所帶電量為q，且不計(jì)粒子所受重力。求：(1 )

6、粒子進(jìn)入B2磁場(chǎng)時(shí)的速度；,.BB(2) 打在a、b兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量之差 Am是多大？4. * _o-6. 回旋加速器例4 .回旋加速器中()A .電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)用來加速帶電粒子B .只有電場(chǎng)用來加速帶電粒子C .回旋回速器的半徑越大，交變電源固定的前提下，同一帶電粒子獲得的動(dòng)能也越大。D .一帶電粒子不斷被加速的過程中，交變電源的頻率也要不斷增加練習(xí)4.如圖3-116所示，回旋加速器 D形盒的半徑為 R，用來加速質(zhì)量為 m、電量為q的質(zhì)子，使質(zhì)子由 靜止加速到能量為 E后，由A孔射出.求：(1) 加速器中勻強(qiáng)磁場(chǎng) B的方向和大小；(2) 設(shè)兩D形盒間距離為d,其間電壓為U，電場(chǎng)視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，

7、質(zhì)子每次經(jīng)電場(chǎng)加速后能量增量，加速到 上述能量所需回旋周數(shù)是多少；(3) 加速到上述能量所需時(shí)間為多少.五、合作探究 討論展示：(復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))例1.如圖所示，一個(gè)帶電粒子兩次以同樣的垂直于場(chǎng)線的初速度 區(qū)的寬度均為L偏轉(zhuǎn)角度均為a,求E : BVo分別穿越勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，場(chǎng)練習(xí)1 如圖所示，一個(gè)帶正電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙絕緣桿上，整個(gè)裝置處在與桿垂直的水平方 向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)給滑環(huán)以水平向右的瞬時(shí)作用力，使滑環(huán)獲得向右的初速度，滑環(huán)在桿上的運(yùn)動(dòng)情況可 能是( )A 始終作勻速運(yùn)動(dòng)B 先作加速運(yùn)動(dòng)，后作勻速運(yùn)動(dòng)C 先作減速運(yùn)動(dòng)，后作勻速運(yùn)動(dòng)D .先作減速運(yùn)動(dòng)，最后靜止在桿上

8、練習(xí)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)力和洛侖茲力的作用下，從靜止開始自 A點(diǎn)沿曲線ACE運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說法中正確的是：(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) 離子到達(dá)B點(diǎn)后，將沿原曲線返回 A點(diǎn)。B,在Ox軸下方有一個(gè)練習(xí)3.如圖所示，在 Ox軸上方有一個(gè)方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為方向平行于 Ox軸向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E, 個(gè)帶電粒子的質(zhì)量為 m電量為q,初速度為vo，從a點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)且水平地飛入磁場(chǎng)，然后運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)再垂直于 Ox軸

9、方向飛入電場(chǎng)中，最后經(jīng)過 c點(diǎn)(粒子的重力可忽略不計(jì))，試問：c點(diǎn)？ ( 2) Oc之間的距離等于多少?(1)粒子自a點(diǎn)飛入，需經(jīng)過多少時(shí)間到達(dá)(3) 粒子飛過c點(diǎn)的速度有多大？例2某空間存在著一個(gè)變化的電場(chǎng)與磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向向右，電場(chǎng)變化如圖所示，磁感強(qiáng)度變化如圖所示。在A點(diǎn)，從t等于1s開始，每隔斷2s有一個(gè)相同的帶電粒子（重力不計(jì)）沿AB方向以速度v射出，恰好擊中C點(diǎn)，若AC=2BC且粒子在 AC間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于是 1s，求：圖線上 呂和B0的比值B的方向；若第一個(gè)粒子 擊中C點(diǎn)的時(shí)刻已知為（t+At）s，那么第2個(gè)粒子擊中C點(diǎn)的時(shí)刻是多少？E0II B1246 80 2 4 6練習(xí)4.如

10、圖所示，在真空區(qū)域內(nèi)，有寬度為 L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，MN、PQ為磁場(chǎng)的邊界。質(zhì)量為 m、帶電為-q的粒子，先后兩次，沿著與 MN夾角為0 （0 0 106m/s的a粒子。已知a粒子的十_ 19_27電量q=3.2 0_ C,質(zhì)量m=6.6 0_ Kg ,試求a粒子從磁場(chǎng)的另一邊界bb射出的長度范圍。a “” bIi ws :練習(xí)6.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿水平方向，垂直紙面向里，磁感強(qiáng)度B=1T，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)E=10 3N/C。一帶正電的微粒質(zhì)量m=2 x 10-6kg，電量q=2 x 10-6C，在此空間恰好作直線運(yùn)動(dòng)，問：（1）帶電微粒運(yùn)動(dòng)速度的

11、大小和方向怎樣？（2）若微粒運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)的時(shí)刻，突然將磁場(chǎng)撤去，那么經(jīng)多少時(shí)間微粒到達(dá)Q點(diǎn)？（設(shè)PQ連線與電XX 5 XXx PX XEX XXXX XX場(chǎng)方向平行）六、點(diǎn)撥提升七、當(dāng)堂檢測(cè)如圖所示，AC為一豎直放置的圓弧形細(xì)管，圓弧半徑為R,細(xì)管X &MXa .XXA IOXX i:XXX京、XXXXXXC內(nèi)徑不計(jì)，OA 0C分別為水平和豎直半徑，細(xì)管位于磁感強(qiáng)度為 B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m的光滑帶電小球，從A點(diǎn)由靜止 起下滑，到達(dá) C點(diǎn)時(shí)對(duì)管恰好無壓力，則小球帶電荷，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速率Vc=,小球的電量 q=。山東省昌樂二中2009-2010高三物理復(fù)習(xí)學(xué)案 編制：審核：審批：使用時(shí)間

12、：別專題18帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)案編號(hào)36（時(shí)間40分鐘）使用說明：1、自主閉卷完成，定時(shí)完成，要有時(shí)間觀念，手、眼、腦并用，積極思考。2、帶“”者B層同學(xué)必須完成，帶“”者A層同學(xué)必須完成。1、一個(gè)電子以一定初速度進(jìn)入一勻強(qiáng)場(chǎng)區(qū)（只有電場(chǎng)或只有磁場(chǎng)不計(jì)其他作用）并保持勻速率運(yùn)動(dòng)，下列 說法正確的是（）A .電子速率不變，說明不受場(chǎng)力作用 B .電子速率不變，不可能是進(jìn)入電場(chǎng)C 電子可能是進(jìn)入電場(chǎng)，且在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)D .電子一定是進(jìn)入磁場(chǎng)，且做的圓周運(yùn)動(dòng)2、如圖所示，正交的電磁場(chǎng)區(qū)域中，有兩個(gè)質(zhì)量相同、帶同種電荷的帶電粒子，電量分別為qa、qb.它們沿水同的速率相對(duì)著勻速直線穿過電磁

13、場(chǎng)區(qū)，則()A .它們帶負(fù)電，且 qaqb.B.它們帶負(fù)帶電，qaE/B(B) Ob只能是速率等于 E/B的帶電粒子的軌跡，與粒子所帶電荷 性質(zhì)無關(guān)(C) Oc可能是帶負(fù)電荷粒子的軌跡，因?yàn)関E/B(D) Oc可能是帶正電荷粒子的軌跡，因?yàn)関E/B。4、有一個(gè)帶電量為q、重為G的小球，從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下，兩極板間另有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,方向如圖所示，則帶電小球通過有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是()A一定作曲線運(yùn)動(dòng)B. 不可能作曲線運(yùn)動(dòng)C. 有可能作勻加速運(yùn)動(dòng)D. 有可能作勻速運(yùn)動(dòng)5.某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)O以速度vo向右射去，從右端中心a下方的b

14、點(diǎn)以速度vi射出;若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 B,該粒子將打到a點(diǎn)上方的c點(diǎn)，且有ac=ab，則該粒子帶電；第二次射出時(shí)的速度為。6. 一個(gè)帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在豎直面內(nèi)做勻該帶電微粒必然帶 ,旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?。若已知圓半徑為r,電場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度為B,則線速度為 。7、 如圖，勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E= 4V/m,方向水平向左，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)速圓周運(yùn)動(dòng)。則 度為E磁感應(yīng)度B= 2T。方向垂直紙面向里，一個(gè)質(zhì)量m= 1g帶正電的小物塊 A從M點(diǎn)沿絕緣粗糙的豎直壁無初速下滑。當(dāng)它滑行0.8m到N點(diǎn)時(shí)就離開壁做曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)速度方向與水平方向成45角,設(shè)P與M的高度差為

15、H= 1.6m。試求(1)沿壁下滑時(shí)摩擦力做的功？(2) P與M的水平距離S等于多少？H NC .它們帶正電，且qaqb.D .它們帶正電，且qa qb.8、電子自靜止開始經(jīng) M、N板間（兩板間的電壓為 u）的電場(chǎng)加速后從 A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為 d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置 P偏離入射方向的距離為 L，如圖所示.求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.（已 知電子的質(zhì)量為 m，電量為e）；x X X X；jx X x x|jr4 49、如圖所示，套在足夠長的固定絕緣直棒上的小球，質(zhì)量為10 kg，帶有4X 10 C的正電，小球可沿棒滑動(dòng)，動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.2。把此棒豎直地放在互相垂直且境外沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為10N/C，磁感強(qiáng)度為0.5T.求小球由靜止釋放后下落過程中的最大加速度和最大速度（g取10m/s2） 10.空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，在P點(diǎn)以某一初速開始運(yùn)動(dòng)，初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖中P點(diǎn)箭頭所示。該粒子運(yùn)動(dòng)到圖中Q點(diǎn)時(shí)速度方向與P點(diǎn)時(shí)速度方向垂直，如圖中 Q點(diǎn)箭頭所示。已知 P、Q間的距離為I。若保持粒子在 P點(diǎn)時(shí)的速度不變，而 將勻強(qiáng)磁場(chǎng)換成勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與紙面平行且與粒子在P點(diǎn)時(shí)速