考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件

第4節(jié)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)第4節(jié)1考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件2考點(diǎn)1：帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)【例1】如圖8-4-4所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子a(不計(jì)重力)以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)穿出．若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個(gè)同樣的粒子b(不計(jì)重力)仍以相同初速度由O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b()考點(diǎn)1：帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)【例1】如圖8-4-4所3A．穿出位置一定在O′點(diǎn)下方B．穿出位置一定在O′點(diǎn)上方C．運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電場中的電勢(shì)能一定減小D．在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定減小圖8-4-4A．穿出位置一定在O′點(diǎn)下方圖8-4-44切入點(diǎn)：(1)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的條件；(2)動(dòng)能定理．【解析】a粒子要在電場、磁場的復(fù)合場區(qū)內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故對(duì)粒子a有：Bqv=Eq，即只要滿足E=Bv無論粒子帶正電還是負(fù)電，粒子都可以沿直線穿出復(fù)合場區(qū)，當(dāng)撤去磁場只保留電場時(shí)，粒子b由于電性不確定，故無法判斷從O′點(diǎn)的上方或下方穿出，故AB錯(cuò)誤；粒子b在穿過電場區(qū)的過程中必然受到電場力的作用而做類平拋的運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，其電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，故C項(xiàng)正確D項(xiàng)錯(cuò)誤．切入點(diǎn)：(1)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的條件；(2)動(dòng)能定理．【解析】5答案：C點(diǎn)評(píng)：(1)解決帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)問題，核心是理解和運(yùn)用物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件：合外力為零(做勻速直線運(yùn)動(dòng))或合外力方向與速度方向相同(做加速直線運(yùn)動(dòng))、合外力方向與速度方向相反(做減速直線運(yùn)動(dòng))．(2)洛倫磁力總是不做功．答案：C6考點(diǎn)2：帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)【例2】(2010?安徽卷)如圖8-4-5(1)所示，寬度為d的豎直狹長區(qū)域內(nèi)(邊界為L1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直方向上的周期性變化的電場[如圖8-4-5(2)所示]，電場強(qiáng)度的大小為E0，E＞0表示電場方向豎直向上．t=0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)．Q為線段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g.上述d、E0、m、v、g為已知量．考點(diǎn)2：帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)【例2】(2010?7(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)求電場變化的周期T；(3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過程通過相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值．圖8-4-5(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；圖8-4-58切入點(diǎn)：受力分析后可推出微粒的直線運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)．切入點(diǎn)：受力分析后可推出微粒的直線運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)．9考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件10考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件11點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力恰好符合向心力的要求，所以，只要洛倫茲力以外的其他力的合力為零，洛倫茲力提供向心力，就能滿足帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件．點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力恰好符合向心12題型一：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)題型一：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)13且剛好到達(dá)D點(diǎn)，從D點(diǎn)飛出時(shí)磁場消失，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，cos37°=0.8，求：(1)小球帶何種電荷．(2)小球離開D點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線AC的交點(diǎn)距C點(diǎn)的距離．(3)小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功．圖8-4-6且剛好到達(dá)D點(diǎn)，從D點(diǎn)飛出時(shí)磁場消失，不計(jì)空氣阻力，g=1014考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件15考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件16考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件17點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)問題屬于綜合性很強(qiáng)的應(yīng)用問題，解決這類問題的關(guān)鍵，一是要正確分析受力情況，特別要注意洛倫茲力的大小和方向會(huì)隨速度的大小和方向的變化而變化；二是要正確分析運(yùn)動(dòng)情況，特別要注意洛倫茲力隨速度變化后又要反過來引起運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化；三是要正確分析各個(gè)力的做功情況，特別要注意洛倫茲力在任何時(shí)候都不做功的特點(diǎn)．點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)問題屬于綜合性很強(qiáng)的應(yīng)18題型二：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的儀器【例4】(2010?北京卷)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．圖8-4-7題型二：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的儀器【例4】(2010?19考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件20(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l，請(qǐng)寫出UH和EH的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖8-4-10(a)中c、f哪端的電勢(shì)高．(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達(dá)式．(通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率)．(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l，21(3)圖8-4-7(b)是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖象如圖8-4-7(c)所示．①若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式．②利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程．除此之外，請(qǐng)你展開“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想．(3)圖8-4-7(b)是霍爾測(cè)速儀的示意圖22考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件23考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件24點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)的儀器這類問題，雖然物理情境各不相同，但是設(shè)計(jì)原理都是一樣的，都是利用電場力和洛倫茲力的作用．所以，運(yùn)用相關(guān)物理規(guī)律，分析儀器的工作原理，明確工作過程，是解決這類問題的關(guān)鍵．點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)的儀器這類問題，雖然物理情25考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件261.如圖8-4-8是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場．下列表述正確的是()圖8-4-81.如圖8-4-8是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電27A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案：ABCA．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具28考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件292.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測(cè)通過動(dòng)脈的血流速度．電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的．使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖8-4-9所示．由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差．在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的2.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測(cè)通過動(dòng)脈的血流30合力為零．在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T.則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()A．1.3m/s，a正、b負(fù)B．2.7m/s，a正、b負(fù)C．1.3m/s，a負(fù)、b正D．2.7m/s，a負(fù)、b正圖8-4-9A合力為零．在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚31考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件32考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件33(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；(3)現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置．為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B′，則B′的大小為多少？(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；34考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件35考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件36考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件374.(南京市2011屆第三次聯(lián)考)設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖8-4-11所示．已知一離子在電場力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略重力，以下說法中正確的是()A．此離子必帶正電荷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)圖8-4-11ABC4.(南京市2011屆第三次聯(lián)考)設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電38【解析】忽略重力作用，離子開始時(shí)向下做加速運(yùn)動(dòng)，說明離子受到豎直向下的電場力作用，所以該離子帶正電，A正確．離子有速度后就受到洛倫茲力作用，洛倫茲力方向始終垂直于速度方向，它改變離子的運(yùn)動(dòng)方向，離子從A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力不做功．電場力做功與路徑無關(guān)而與起點(diǎn)和終點(diǎn)有關(guān)，由動(dòng)能定理可知，離子在C點(diǎn)的動(dòng)能達(dá)到最大，之后運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為零，然后又開始重復(fù)前一次運(yùn)動(dòng)．正確選項(xiàng)為A、B、C.【解析】忽略重力作用，離子開始時(shí)向下做加速運(yùn)動(dòng)，說明離子受到395.(2011年海南五校)如圖8-4-12所示，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向下．磁場中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管．試管在水平拉力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從管口處飛出．關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A．小球帶正電B．洛倫茲力對(duì)小球做正功C．小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線D．維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F應(yīng)保持恒定圖8-4-12AC5.(2011年海南五校)如圖8-4-12所示，勻強(qiáng)磁場的方40【解析】小球能從管口離開，說明其帶正電；洛倫茲力不做功；沿拉力F的方向小球受力平衡，勻速運(yùn)動(dòng)，管口方向：F洛=qvB為恒力，其運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)試管和小球整體，在拉力F的方向上，應(yīng)有F=qv′B(v′為球沿試管方向的速度)，v′均勻增大，則F均勻增大．【解析】小球能從管口離開，說明其帶正電；洛倫茲力不做功；沿拉41圖8-4-13圖8-4-1342考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件43考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件44第4節(jié)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)第4節(jié)45考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件46考點(diǎn)1：帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)【例1】如圖8-4-4所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場．一帶電粒子a(不計(jì)重力)以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)穿出．若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個(gè)同樣的粒子b(不計(jì)重力)仍以相同初速度由O點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b()考點(diǎn)1：帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)【例1】如圖8-4-4所47A．穿出位置一定在O′點(diǎn)下方B．穿出位置一定在O′點(diǎn)上方C．運(yùn)動(dòng)時(shí)，在電場中的電勢(shì)能一定減小D．在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定減小圖8-4-4A．穿出位置一定在O′點(diǎn)下方圖8-4-448切入點(diǎn)：(1)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的條件；(2)動(dòng)能定理．【解析】a粒子要在電場、磁場的復(fù)合場區(qū)內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故對(duì)粒子a有：Bqv=Eq，即只要滿足E=Bv無論粒子帶正電還是負(fù)電，粒子都可以沿直線穿出復(fù)合場區(qū)，當(dāng)撤去磁場只保留電場時(shí)，粒子b由于電性不確定，故無法判斷從O′點(diǎn)的上方或下方穿出，故AB錯(cuò)誤；粒子b在穿過電場區(qū)的過程中必然受到電場力的作用而做類平拋的運(yùn)動(dòng)，電場力做正功，其電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，故C項(xiàng)正確D項(xiàng)錯(cuò)誤．切入點(diǎn)：(1)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的條件；(2)動(dòng)能定理．【解析】49答案：C點(diǎn)評(píng)：(1)解決帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動(dòng)問題，核心是理解和運(yùn)用物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件：合外力為零(做勻速直線運(yùn)動(dòng))或合外力方向與速度方向相同(做加速直線運(yùn)動(dòng))、合外力方向與速度方向相反(做減速直線運(yùn)動(dòng))．(2)洛倫磁力總是不做功．答案：C50考點(diǎn)2：帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)【例2】(2010?安徽卷)如圖8-4-5(1)所示，寬度為d的豎直狹長區(qū)域內(nèi)(邊界為L1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直方向上的周期性變化的電場[如圖8-4-5(2)所示]，電場強(qiáng)度的大小為E0，E＞0表示電場方向豎直向上．t=0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)．Q為線段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g.上述d、E0、m、v、g為已知量．考點(diǎn)2：帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)【例2】(2010?51(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)求電場變化的周期T；(3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過程通過相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值．圖8-4-5(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；圖8-4-552切入點(diǎn)：受力分析后可推出微粒的直線運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)．切入點(diǎn)：受力分析后可推出微粒的直線運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)．53考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件54考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件55點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力恰好符合向心力的要求，所以，只要洛倫茲力以外的其他力的合力為零，洛倫茲力提供向心力，就能滿足帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件．點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力恰好符合向心56題型一：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)題型一：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)57且剛好到達(dá)D點(diǎn)，從D點(diǎn)飛出時(shí)磁場消失，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，cos37°=0.8，求：(1)小球帶何種電荷．(2)小球離開D點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡與直線AC的交點(diǎn)距C點(diǎn)的距離．(3)小球在半圓軌道部分克服摩擦力所做的功．圖8-4-6且剛好到達(dá)D點(diǎn)，從D點(diǎn)飛出時(shí)磁場消失，不計(jì)空氣阻力，g=1058考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件59考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件60考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件61點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)問題屬于綜合性很強(qiáng)的應(yīng)用問題，解決這類問題的關(guān)鍵，一是要正確分析受力情況，特別要注意洛倫茲力的大小和方向會(huì)隨速度的大小和方向的變化而變化；二是要正確分析運(yùn)動(dòng)情況，特別要注意洛倫茲力隨速度變化后又要反過來引起運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化；三是要正確分析各個(gè)力的做功情況，特別要注意洛倫茲力在任何時(shí)候都不做功的特點(diǎn)．點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場中的一般曲線運(yùn)動(dòng)問題屬于綜合性很強(qiáng)的應(yīng)62題型二：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的儀器【例4】(2010?北京卷)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．圖8-4-7題型二：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的儀器【例4】(2010?63考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件64(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l，請(qǐng)寫出UH和EH的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖8-4-10(a)中c、f哪端的電勢(shì)高．(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達(dá)式．(通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率)．(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l，65(3)圖8-4-7(b)是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖象如圖8-4-7(c)所示．①若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式．②利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程．除此之外，請(qǐng)你展開“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想．(3)圖8-4-7(b)是霍爾測(cè)速儀的示意圖66考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件67考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件68點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)的儀器這類問題，雖然物理情境各不相同，但是設(shè)計(jì)原理都是一樣的，都是利用電場力和洛倫茲力的作用．所以，運(yùn)用相關(guān)物理規(guī)律，分析儀器的工作原理，明確工作過程，是解決這類問題的關(guān)鍵．點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)的儀器這類問題，雖然物理情69考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件701.如圖8-4-8是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場．下列表述正確的是()圖8-4-81.如圖8-4-8是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電71A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案：ABCA．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具72考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件732.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測(cè)通過動(dòng)脈的血流速度．電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的．使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖8-4-9所示．由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差．在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的2.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測(cè)通過動(dòng)脈的血流74合力為零．在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T.則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()A．1.3m/s，a正、b負(fù)B．2.7m/s，a正、b負(fù)C．1.3m/s，a負(fù)、b正D．2.7m/s，a負(fù)、b正圖8-4-9A合力為零．在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚75考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件76考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件77(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；(3)現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置．為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B′，則B′的大小為多少？(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；78考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件79考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件80考點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)課件814.(南京市2011屆第三次聯(lián)考)