高考物理一輪復習學案：帶電粒子在復合場中的運動實例分析

勵志格言：所有命運的饋贈，都在暗中標好了價格勵志格言：所有命運的饋贈，都在暗中標好了價格。課題：帶電粒子在復合場中的運動實例分析物理學案課題：帶電粒子在復合場中的運動實例分析物理學案磁場7總第（）期高三一輪復習組編人：校對人：組編人：校對人：使用日期：學生姓名學生姓名班級學號一、速度選擇器重力不計的帶電粒子，沿直線勻速通過速度選擇器的條件：qvB＝qE，即v＝。(1)速度選擇器能選擇粒子的電性、電荷量、質量嗎？(2)粒子從反方向進入可以被選擇嗎？二、質譜儀：測量帶電粒子的比荷eq\f(q,m)【例1】用質譜儀測量帶電粒子的比荷，其原理如圖所示。A是粒子源，釋放出的帶電粒子（不計重力），經(jīng)小孔S1飄入電壓為U的加速電場（初速度可忽略不計），加速后經(jīng)小孔S3進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打在照相底片上D點。測得D點到S3的距離為d，求該粒子的比荷eq\f(q,m)。三、磁流體發(fā)電機將一束等離子體（含有大量帶正電和帶負電的微粒，整體呈中性）沿圖中所示方向噴射入磁場，在洛倫茲力的作用下，離子向兩金屬板偏轉，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，垂直于磁場方向噴入磁感應強度為B的勻強磁場中，在相距d的兩平行金屬板間便產(chǎn)生電壓。如果把上、下板和負載電阻連接，上、下板就是一個直流電源的兩極。不計兩板間電阻，求負載電阻兩端的電壓。四、回旋加速器為了使帶電粒子獲得足夠大的動能，需要足夠大的加速電壓。由于技術的限制，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加速的辦法獲得足夠大的動能。為減小設備空間，人們設計出回旋加速器，即利用場加速，利用場控制軌道。(1)圖中帶正電荷的粒子從N板A處由靜止經(jīng)電場加速到M板，N、M的電勢φNφM；(2)帶電粒子進入磁場，畫出電荷在磁場中的運動軌跡；(3)帶電粒子再次從M板進入電場，為使電荷加速，N、M的電勢φNφM；（4）帶電粒子再次進入磁場做圓周運動，畫出電荷在磁場中的運動軌跡（5）帶電粒子速度越來越大，在磁場中做圓周運動的周期變化嗎？（6）帶電粒子在電場中加速的時間與圓周運動的周期相比可以忽略不計，畫出NM間電壓隨時間變化的圖像。*【拓展訓練】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，磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直。被加速粒子的質量為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動時間。求：(1)出射粒子的動能Em；(2)粒子從飄入狹縫至動能達到Em所需的總時間t0。*【拓展內(nèi)容1】電磁流量計如圖所示流量計測量管由絕緣材料制成，將測量管水平放置，其長為L、直徑為D，左右兩端開口，勻強磁場方向豎直向上(圖中未畫出)，在前后兩個內(nèi)側面a、c上固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)測量管時，a、c兩端電壓為U。求顯示儀器顯示污水流量為Q(單位時間內(nèi)排出的污水體積)。*【拓展內(nèi)容2】霍爾效應將導體置于勻強磁場B中，當電流通過導體時，在導體的上表面A和下表面A′之間產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應。筆記本電腦機身和顯示屏對應部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏暮熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為a、高為b、長為c的長方體半導體霍爾元件，元件內(nèi)的導電粒子是電荷量為e的自