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11届高二物理教学案一体化第三章 磁场新人教版选修3-1VIP免费

11届高二物理教学案一体化第三章 磁场新人教版选修3-1_第1页
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第九课时带电粒子在复合场中运动自主学习一、带电粒子在复合场中的运动情况分析1.复合场:指重力场、电场和磁场并存,或其中某两场并存,或分区域存在。粒子连续运动时,一般要同是考虑重力、洛伦兹力和电场力的作用。2.三种场的不同特点比较力的特点功和能的特点重力场①大小:G=mg②方向:竖直向下①重力做功与路径无关②重力做功改变物体重力势能静电场①大小:F=qE②方向:正电荷受力方向与场强方向相同;负电荷受力方向与场强方向相反①电场力做功与路径无关②W=qU③电场力做功改变电势能磁场①洛伦兹力F=②方向符合左手定则洛伦兹力不做功,不改变带电粒子的动能二、复合场综合应用实例1.速度选择器:选择V=E/B的粒子例1如图所示为一速度选择器的原理图,K为电子枪,由枪中沿水平方向射出的电子,速率大小不一。当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S,设产生匀强电场的场强为E,垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B,问:速度为多大的电子才能通过小孔S?问题1:请在上图中画出带电粒子的受力分析图(正电荷、负电荷)?问题2:带电粒子匀速通过速度选择器的条件:问题3:当进入速度选择器的带电粒子的速度大于E/B,及小于E/B,会如何?问题4:假如粒子以速度E/B从右侧飞入速度选择器还能匀速通过它吗?2.磁流体发电机例2磁流体发电是一项新兴持术,它可以把气体的内能直接转化为电能,如图所示是磁流体发电机的模型,匀强磁场磁感应强度为B,平行金属板A、B相距为d,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,而整体呈中性)垂直喷入磁场,便可在A、B两板间产生电压,在外电路负载中获得电流。(1)试说明磁流体发电机的原理。(2)若等离子体以速度v垂直射入磁场,外电流负载电阻为R,不计等离子气体的电阻,则此发电机的电动势E和总功率P为多大?29K3.电磁流量计例3为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图11所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b,c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个表面内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的屯压U。若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积),则(1)污水中既有正离子,也有负离子,前、后表面电势的高低与正、负离子的浓度__________关(填“有”或“无”);(2)前、后表面中心势高的是__________表面(填“前”或“后”):(3)试推出污水流量Q与两极间电压U的关系式。例4如图所示,在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为1T,电场强度为10N/C,一个带正电的微粒,q=2×10-6C,质量m=2×10-6㎏,在这正交的电场的磁场内恰好做匀速直线运动,则带电粒子运动的速度大小多大?方向如何?四、课后作业1.如图所示,有一带电小球,从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下,两板间匀强磁场方向垂直纸面向外,则小球通过电场、磁场空间时BA.可能做匀加速直线运动B.一定做曲线运动C.只有重力做功D.电场力对小球一定做正功2.在图中虚线所围的区域内,存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转,设重力可以忽略不计,则在这区域中的E和B的方向可能是().A.E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相同B.E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相反C.E竖直向上,B垂直纸面向外D.E竖直向上,B垂直纸面向里3.某空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里,E=N/C,B=1T,现有一个质量m=2×10-6kg,q=2×10-6C的液滴以多大速度运动时能做匀速运动?速度方向如何?304.如图所示,将倾角为θ的光滑绝缘斜面固定于水平面上,置于磁感应强度为B的匀强磁场中,一小物体质量为m,带电量为+q,从斜面顶端由静止开始滑下,已知物体对斜面的弹力在逐渐减小,则物块带什么电?当物块刚离开斜面时速度为多大?物块在斜面上所走过的距离为多少5.如图所示,在x轴上方有水平向左的匀强电场,电场强...

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