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(全国版)高考物理一轮复习 第10章 磁场 第39课时 带电粒子在电磁场中运动的实例分析学案-人教版高三全册物理学案

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第 39 课时 带电粒子在电磁场中运动的实例分析1.质谱仪(1)构造:如图所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成。(2)原理:粒子由静止在加速电场中被加速,根据动能定理可得关系式qU=mv2。粒子在磁场中受洛伦兹力偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得关系式 qvB=m。由以上两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷。r= ,m=,=。2.速度选择器(如图所示)(1)平行板中电场强度 E 和磁感应强度 B 互相垂直。这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器。(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE = qvB ,即 v=。3.回旋加速器(1)组成:如图所示,两个 D 形盒(静电屏蔽作用),大型电磁铁,高频振荡交变电压,两缝间可形成电场。(2)作用:电场用来对粒子(质子、α 粒子等)加速,磁场用来使粒子回旋从而能反复加速。(3)加速原理① 回旋加速器中所加交变电压的频率 f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等,f==□。② 回旋加速器最后使粒子得到的能量,即粒子做匀速圆周运动的半径 r 等于回旋加速器的半径 R,则 r==R,可得粒子获得的最大速度 vm=□,所以可由公式 Ek=mv2=□来计算,在粒子电荷量 q、质量 m 和磁感应强度 B 一定的情况下,回旋加速器的半径 R 越大,粒子的能量就越大。粒子最终得到的能量与加速电压的大小□无关。电压大,粒子在盒中回旋的次数少;电压小,粒子回旋次数多,但最后获得的能量一定。4.磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术,它可以把□内能直接转化为□电能。如图所示。(2)根据左手定则,如图中的 B 是发电机□正极。(3)磁流体发电机两极板 A、B 间的距离为 L,A、B 板的面积为 S,等离子体速度为 v,等离子体的电阻率为 ρ,磁场的磁感应强度为 B,当正负离子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,即 qE=q=qvB 得两极板间能达到的最大电势差 U=□BLv。(4)电源内阻:r=□ρ。(5)回路电流 I=□。5.电磁流量计工作原理:如图所示,圆形导管直径为 d,用非磁性材料制成,导电液体在管中以速度 v 向左流动,导电液体中的自由电荷(正、负离子),在洛伦兹力的作用下发生偏转,a、b 间出现电势差,形成电场,当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,a、b 间的电势差 U 就保持稳定,即:qvB=qE=q,所以 U=□Bdv,因此液体流量 Q=Sv=·=□。6.霍尔效应(1)定...

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