《2018-2019學年高中物理 第三章 磁場 專題突破與題型專練 帶電粒子在復合場中的運動課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第三章 磁場 專題突破與題型專練 帶電粒子在復合場中的運動課件 新人教版選修3-1.ppt（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題突破與題型專練 帶電粒子在復合場中的運動,題型核心 探究,題型一:帶電粒子在復合場中的運動實例分析 應用實例1:電磁流量計 (1)流量(Q)的定義:單位時間流過導管某一截面的導電液體的體積. (2)公式:Q=Sv,S為導管的截面積,v是導電液體的流速.,應用實例2:磁流體發(fā)電機(如圖),(1)原理:等離子氣體噴入磁場,正負離子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉而聚集在A,B板上,產(chǎn)生電勢差,它可以把離子的動能通過磁場轉化為電能.,(2)電源正、負極判斷:根據(jù)左手定則可判斷出圖中的B是發(fā)電機的正極.,(3)電源電動勢U:設A,B平行金屬板的面積為S,兩極板間的距離為l,磁場磁感應強度為B,等離子氣體

2、的電阻率為ρ,噴入氣體的速度為v,板外電阻為R.當正、負離子所受靜電力和洛倫茲力平衡時,兩極板間達到的最大電勢差為U(即電源電動勢),則q =qvB,即U=Blv.,(4)電源內(nèi)阻:r= .,(5)回路電流:I= .,【例1】 (多選)為監(jiān)測某化工廠的含有離子的污水排放情況,技術人員在排污管中安裝了監(jiān)測裝置,該裝置的核心部分是一個用絕緣材料制成的空腔,其寬和高分別為b和c,左、右兩端開口與排污管相連,如圖所示.在垂直于上、下底面方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場,在空腔前、后兩個側面上各有長為a的相互平行且正對的電極M和N,M,N與內(nèi)阻為R的電流表相連.污水從左向右流經(jīng)該裝置時,電流表將顯示

3、出污水排放情況.下列說法中正確的是( ) A.M板比N板電勢低 B.污水中離子濃度越高,則電流表的示數(shù)越小 C.污水流量越大,則電流表的示數(shù)越大 D.若只增大所加磁場的磁感應強度,則電流表的示數(shù)也增大,,答案:ACD,【針對訓練1】 (多選)如圖是磁流體發(fā)電機的裝置,a,b組成一對平行電極,兩板間距為d,板平面的面積為S,內(nèi)有磁感應強度為B的勻強磁場.現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負電的微粒,而整體呈中性),垂直磁場噴入,每個離子的速度為v,負載電阻阻值為R,當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時,負載中電流為I,則( ) A.a板電勢比b板電勢低 B.磁液體發(fā)電機的電動勢E=Bdv

4、 C.負載電阻兩端的電壓大小為Bdv D.兩板間等離子體的電阻率ρ=,BD,,題型二:帶電粒子在組合場中的運動 帶電粒子在組合場中的運動問題的分析方法 (1)帶電粒子依次通過不同場區(qū)時,因其受力情況隨區(qū)域而變化,故其運動規(guī)律在不同區(qū)域也有所不同.,(2),(3)聯(lián)系不同階段的運動的物理量是速度,因此帶電粒子在兩場分界點上的速度是解決問題的關鍵.,【例2】 (2018邢臺高二檢測)在如圖所示的坐標系中,y>0的區(qū)域內(nèi)存在著沿y軸正方向,電場強度為E的勻強電場,y<0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強磁場,一帶負電粒子從y軸上的P(0,h)點以沿x軸正方向的初速度射出,通過x軸上的D(2h,0)點并

5、恰好能回到P點.已知帶電粒子的質量為m,帶電荷量為q,不計重力的影響,求: (1)粒子初速度的大小v0; (2)勻強磁場的磁感應強度大小B; (3)粒子從P點出發(fā)到第一次回到P點的時間t.,,?思維導圖?,,,對這類問題,首先要弄清帶電粒子在各種場中單獨運動的規(guī)律,特別是在磁場中運動的規(guī)律,如半徑和圓心的確定,然后結合題目所給條件,研究粒子在邊界上的運動情況,最后把幾個分運動結合在一起.,方法總結,,,(1)粒子在磁場中運動速度的大小;,,(2)勻強電場的電場強度大小;,,(3)帶電粒子再次回到y(tǒng)軸所用的時間.,題型三:帶電粒子在疊加場中的運動 1.三種場力的特點 (1)重力的方向始終豎直向下

6、,重力做功與路徑無關,重力做的功等于重力勢能的減少量. (2)靜電力的方向與電場方向相同或相反,靜電力做功與路徑無關,靜電力做的功等于電勢能的減少量. (3)洛倫茲力的大小和速度方向與磁場方向的夾角有關,方向始終垂直于速度v和磁感應強度B共同決定的平面.無論帶電粒子做什么運動,洛倫茲力始終不做功.,2.帶電粒子在疊加場中的運動規(guī)律及解決辦法 (1)帶電粒子在疊加場中處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時,帶電粒子所受合力為零,應利用平衡條件列方程求解. (2)帶電粒子做勻速圓周運動時,重力和靜電力平衡,洛倫茲力提供向心力,應利用平衡方程和向心力公式求解. (3)當帶電粒子在疊加場中做非勻變速曲線運動時,

7、帶電粒子所受洛倫茲力必不為零,且其大小和方向不斷變化,但洛倫茲力不做功,這類問題一般應用動能定理求解.,【例3】 (2018大連高二質檢)質量為m,帶電荷量為q的液滴以速度v沿與水平方向成45角斜向上進入正交的勻強電場和勻強磁場疊加區(qū)域,電場強度方向水平向右,磁場方向垂直紙面向里,如圖所示.液滴帶正電荷,在重力、靜電力及磁場力共同作用下在場區(qū)做直線運動.重力加速度為g.試求: (1)電場強度E和磁感應強度B各多大?,,?思路探究? (1)液滴做直線運動滿足的受力條件是什么?是否為勻速直線運動? 答案:(1)重力、靜電力、洛倫茲力三力平衡,合力為零,且一定為勻速直線運動.,,(2)當液滴運動到某

8、一點A時,電場方向突然變?yōu)樨Q直向上,大小不改變,不考慮因電場變化而產(chǎn)生的影響,求此后液滴做圓周運動的半徑.,,?思路探究? (2)液滴做圓周運動的受力條件是什么? (2)重力、靜電力等大反向,僅由洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運動.,帶電粒子(體)在疊加場中的運動問題求解要點 (1)受力分析是基礎.在受力分析時是否考慮重力必須注意題目條件. (2)運動過程分析是關鍵.在運動過程分析中應注意物體做直線運動、曲線運動及圓周運動、類平拋運動的條件. (3)構建物理模型是難點,根據(jù)不同的運動過程及物理模型選擇合適的物理規(guī)律列方程求解.,方法總結,,【針對訓練3】 一帶電微粒在如圖所示的正交勻強電場和勻強磁場中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,求: (1)該帶電微粒的電性; (2)該帶電微粒的旋轉方向;,,解析:(1)帶電微粒在重力場、勻強電場和勻強磁場中做勻速圓周運動,可知,帶電微粒受到的重力和靜電力是一對平衡力,重力豎直向下,所以靜電力豎直向上,與電場方向相反,故可知帶電微粒帶負電荷. (2)磁場方向向外,洛倫茲力的方向始終指向圓心,由左手定則可判斷微粒的旋轉方向為逆時針方向(四指所指的方向與帶負電的粒子的運動方向相反).,答案:(1)負電荷 (2)逆時針,(3)若已知圓的半徑為r,電場強度的大小為E,磁感應強度的大小為B,重力加速度為g,則線速度為多少?,,