《高考備考指南 物理 》課件-能力課　帶電粒子在復合場中的運動

磁場第九章

能力課帶電粒子在復合場中的運動欄目導航01知識

梳理查漏02題點

各個擊破03配套訓練知識梳理查漏1知識一

帶電粒子在勻強磁場中運動的應用實例1.質譜儀(1)構造：質譜儀由粒子源、________、__________和照相底片等構成，如圖所示.

加速電場偏轉磁場

交流相等

磁感應強度B

半徑R無關易錯辨析

這兩個實例都應用了帶電粒子在電場中加速，在磁場中偏轉(勻速圓周運動)的原理.(電場加速，磁場偏轉)

非磁性材料

qE

4.霍爾效應在勻強磁場中放置一個矩形截面的載流導體.當_____________與電流方向垂直時，導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了________，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，所產(chǎn)生的電勢差稱為霍爾電勢差.其原理如圖所示.

磁場方向電勢差

內能正極BLv

垂直速度

Eq=qvB題點各個擊破2命題點一帶電粒子在復合場中的運動［師生共研類］

1.帶電粒子在疊加場中無約束情況下的運動(1)磁場力、重力并存：①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電粒子做勻速直線運動.②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電粒子做復雜的曲線運動.因洛倫茲力不做功，故機械能守恒.(2)電場力、磁場力并存(不計重力的微觀粒子)：①若電場力和洛倫茲力平衡，則帶電粒子做勻速直線運動.②若電場力和洛倫茲力不平衡，則帶電粒子做復雜的曲線運動.因洛倫茲力不做功，可用動能定理求解.(3)電場力、磁場力、重力并存：①若三力平衡，一定做勻速直線運動或靜止.②若重力與電場力平衡，一定做勻速圓周運動.③若合力不為零且與速度方向不垂直，做復雜的曲線運動.因洛倫茲力不做功，可用能量守恒定律或動能定理求解.2.帶電粒子在復合場中有約束情況下的運動帶電粒子在復合場中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，常見的運動形式有直線運動和圓周運動.此時解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點，運用動能定理、能量守恒定律結合牛頓運動定律求出結果.

BD

【解析】小球帶正電時，在劣弧QN中點處合力做功最多，動能最大，洛倫茲力最大，A錯誤.由點Р到點M電場力做負功最多，M點電勢能最大，機械能最小，B正確.小球帶負電時，在劣弧MN中點處合力做功最多，動能最大，C錯誤.根據(jù)能量守恒，帶負電的小球釋放后到達Q點時速度為零，之后恰好返回到出發(fā)點P，D正確.1.CT掃描是計算機X射線斷層掃描技術的簡稱，CT掃描機可用于對多種病情的探測.圖甲是某種CT機主要部分的剖面圖，其中X射線發(fā)生部分的示意圖如圖乙所示.圖乙中M、N之間有一電子束的加速電場，虛線框內有勻強偏轉磁場.經(jīng)調節(jié)后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進打到靶上并產(chǎn)生X射線(如圖中帶箭頭的虛線所示).將電子束打到靶上的點記為P點，則()A.M處的電勢高于N處的電勢B.增大M、N之間的加速電壓可使P點左移C.偏轉磁場的方向垂直于紙面向外D.增大偏轉磁場磁感應強度的大小可使P點左移D

(1)求金屬板間電勢差U；(2)求粒子射出磁場時與射入磁場時運動方向間的夾角θ；(3)僅改變圓形磁場區(qū)域的位置，使粒子仍從圖中O'點射入磁場，且在磁場中運動的時間最長.定性畫出粒子在磁場中的運動軌跡及相應的弦，標出改變后的圓形磁場區(qū)域的圓心M.

命題點二質譜儀和回旋加速器［師生共研類］

分析帶電粒子在組合場中運動問題的思路

D

C

C

命題點三考查電磁流量計、磁流體發(fā)電機等新科技［師生共研類］

例3

(2021年河北卷)如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強磁場，磁感應強度大小為B1.一束速度大小為v的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為L的兩光滑平行金屬導軌固定在與導軌平面垂直的勻強磁場(圖中未畫出)中，磁感應強度大小為B2，導軌平面與水平面夾角為θ，兩導軌分別與P、Q相連，質量為m電阻為R的金屬棒ab

垂直導軌放置，恰好靜止.重力加速度為g，不計導軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力.

B

1.(多選)某省啟動“263”專項行動打響碧水藍天保衛(wèi)戰(zhàn).暗訪組在某化工廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，測量管由絕緣材料制成，其長為L，直徑為D，左右兩端開口，勻強磁場方向豎直向下，在前后兩個內側面a、c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，顯示儀器顯示污水流量Q(單位時間內排出的污水體積).則()A.a側電勢比c側電勢