高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析

勵(lì)志格言：所有命運(yùn)的饋贈(zèng)，都在暗中標(biāo)好了價(jià)格勵(lì)志格言：所有命運(yùn)的饋贈(zèng)，都在暗中標(biāo)好了價(jià)格。課題：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析物理學(xué)案課題：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析物理學(xué)案磁場(chǎng)7總第（）期高三一輪復(fù)習(xí)組編人：校對(duì)人：組編人：校對(duì)人：使用日期：學(xué)生姓名學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)一、速度選擇器重力不計(jì)的帶電粒子，沿直線(xiàn)勻速通過(guò)速度選擇器的條件：qvB＝qE，即v＝。(1)速度選擇器能選擇粒子的電性、電荷量、質(zhì)量嗎？(2)粒子從反方向進(jìn)入可以被選擇嗎？二、質(zhì)譜儀：測(cè)量帶電粒子的比荷eq\f(q,m)【例1】用質(zhì)譜儀測(cè)量帶電粒子的比荷，其原理如圖所示。A是粒子源，釋放出的帶電粒子（不計(jì)重力），經(jīng)小孔S1飄入電壓為U的加速電場(chǎng)（初速度可忽略不計(jì)），加速后經(jīng)小孔S3進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在照相底片上D點(diǎn)。測(cè)得D點(diǎn)到S3的距離為d，求該粒子的比荷eq\f(q,m)。三、磁流體發(fā)電機(jī)將一束等離子體（含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，整體呈中性）沿圖中所示方向噴射入磁場(chǎng)，在洛倫茲力的作用下，離子向兩金屬板偏轉(zhuǎn)，A板帶電，B板帶電，于是形成從經(jīng)用電器流向的電流?！纠?】將一束速度為v的等離子體，垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在相距d的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和負(fù)載電阻連接，上、下板就是一個(gè)直流電源的兩極。不計(jì)兩板間電阻，求負(fù)載電阻兩端的電壓。四、回旋加速器為了使帶電粒子獲得足夠大的動(dòng)能，需要足夠大的加速電壓。由于技術(shù)的限制，不能提供足夠大的加速電壓，科技人員采用了讓帶電粒子多級(jí)加速的辦法獲得足夠大的動(dòng)能。為減小設(shè)備空間，人們?cè)O(shè)計(jì)出回旋加速器，即利用場(chǎng)加速，利用場(chǎng)控制軌道。(1)圖中帶正電荷的粒子從N板A處由靜止經(jīng)電場(chǎng)加速到M板，N、M的電勢(shì)φNφM；(2)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，畫(huà)出電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡；(3)帶電粒子再次從M板進(jìn)入電場(chǎng)，為使電荷加速，N、M的電勢(shì)φNφM；（4）帶電粒子再次進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡（5）帶電粒子速度越來(lái)越大，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變化嗎？（6）帶電粒子在電場(chǎng)中加速的時(shí)間與圓周運(yùn)動(dòng)的周期相比可以忽略不計(jì)，畫(huà)出NM間電壓隨時(shí)間變化的圖像。*【拓展訓(xùn)練】回旋加速器置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間狹縫的間距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。被加速粒子的質(zhì)量為m、電荷量為＋q，加在狹縫間的交變電壓如圖所示，電壓值的大小為U0，周期T＝eq\f(2πm,qB)。一束該種粒子在t＝0～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零。不考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。求：(1)出射粒子的動(dòng)能Em；(2)粒子從飄入狹縫至動(dòng)能達(dá)到Em所需的總時(shí)間t0。*【拓展內(nèi)容1】電磁流量計(jì)如圖所示流量計(jì)測(cè)量管由絕緣材料制成，將測(cè)量管水平放置，其長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑為D，左右兩端開(kāi)口，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上(圖中未畫(huà)出)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面a、c上固定有金屬板作為電極，污水充滿(mǎn)管口從左向右流經(jīng)測(cè)量管時(shí)，a、c兩端電壓為U。求顯示儀器顯示污水流量為Q(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)。*【拓展內(nèi)容2】霍爾效應(yīng)將導(dǎo)體置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的上表面A和下表面A′之間產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開(kāi)啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏暮熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、高為b、長(zhǎng)為c的長(zhǎng)方體半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自