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D.若速度变为
1
v0(其他不变),将往下偏
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2
1. 答案 BD 由qE=qv0B知,当v0= E 时,粒子将不偏转。
B
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.如图所示,一块金属块放在匀强磁场中,通以沿x轴正方向的电流,若测得 金属块上表面的电势高于下表面的电势,则可判断磁场的方向是 ( ) A.沿y轴正方向 B.沿y轴负方向 C.沿z轴负方向 D.沿z轴正方向
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2. 答案 C 当通以沿x轴正方向的电流时金属块中电子会向x轴负方向 流动,而据题意知电子受力方向为向下,所以据左手定则知磁场方向沿z轴 负方向。
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3.如图有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域 Ⅱ,如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径又相同, 则说明这些正离子具有相同的 ( )
2 2mU Bq
,跟带电粒子⑩ 比荷
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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。 (2)根据左手定则,如图所示中的B是发电机的 正极 。
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(3)磁流体发电机两极板间的距离为d,等离子体速度为v,磁场感应强度为 B,则两极板间能达到的最大电势差U= Bdv 。 5.电磁流量计 工作原理:如图所示,圆导管直径为d,用非磁性材料制成,导电液体在管中 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偏 转,a、b间出现电势差,形成电场,当自由电荷所受的洛伦兹力和电场力平
A.速度 B.质量 C.电荷量 D.比荷
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3. 答案 AD 设电场的场强为E,由于离子在区域Ⅰ中不发生偏转,则Eq= B1qv,得v= E ,即这些正离子具有相同的速度;当离子进入区域Ⅱ时,偏转半
B1 mE
径R= m v = B 1= E,由m 偏转半径相同,知这些正离子的比荷相同,故选项
1.是否考虑重力常见的三种情况 (1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场 力或磁场力相比太小,可忽略。而对于一些宏观物体,如带电小球、液 滴、金属块等,一般应考虑重力。 (2)在题目中明确说明要求是否考虑重力。 (3)不能直接判断是否考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要由分 析结果确定是否考虑重力,必要时可利用假设法。
B 2q 2r 2
2m 。
3.质谱仪
质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加
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速电场,其初速度几乎为零,从S2射出电场时的速度v=⑧
2qU
m ,然后
经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打
到照相底片D处,则S3与D的距离d=⑨ 的平方根 成反比。
B 2q B 2q B1B 2q
A、D正确。
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4.如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里,一质量 为m、带电荷量为q的微粒以速度v沿与磁场垂直、与电场成45°角的方向 射入复合场中,恰能做匀速直线运动,求电场强度E的大小及磁感应强度B 的大小。
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4. 答案 E= m g B= 2 m g
直线 运动。
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2
(3)当带电粒子所受的合外力充当向心力且大小不变时,粒子将做⑤ 匀 速圆周运动 。 (4)当带电粒子所受合外力大小与方向均变化时,粒子将做⑥ 非匀变速
曲线运动,这类问题一般用能量关系来处理。 二、带电粒子在复合场中运动的典型应用 1.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① 垂直 。这种装置能把
IB
差 。这个现象称为霍尔效应。所产生的电势差为U= k d 。
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1.如图所示,一速度为v0、电荷量为q的正离子恰好能沿直线飞出离子速度 选择器,选择器中磁感应强度为B,电场强度为E,则( )
A.若改为电荷量为-q的离子(其他不变),将往上偏 B.若速度变为2v0(其他不变),将往上偏 C.若改为电荷量为+2q的离子(其他不变),将往下偏
q
qv
解析 由于带电微粒做匀速直线运动,且F洛与F电不共线,说明微粒必然还
要受到重力作用,且F洛必然斜向上,即粒子带正电,其受力如图,由qE= m g
tan 4 5
和mg=qvB sin 45°,解得E=m g ,B= 2 m g。
q
qv
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重难突破
重难一 带电粒子在复合场中运动的处理方法
浙江专用 物理
第3讲 带电粒子在复合场中的运动
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知识梳理
一、带电粒子在复合场中的运动 1.复合场:电场、① 磁场 、重力场共存,或其中某两场共存。 2.带电粒子在复合场中运动的几种情况 (1)当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时,粒子将② 静止 或做 ③ 匀速直线 运动。 (2)当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时,粒子将做④
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2.灵活选用力学规律 (1)当带电粒子在复合场中做匀速运动时,应根据平衡条件列方程求解。 (2)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,往往应用牛顿第二定律和 平衡条件列方程联立求解。 (3)当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时,应选用动能定理或能 量守恒定律列方程求解。 3.对于临界问题,注意挖掘隐含条件。 4.带电粒子若连续通过不同复合场区,注意分段处理,关注不同阶段的连 接点。
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3
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② 电场力等于
洛伦兹力 ,即v= E 。
B
2.回旋加速器
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4
回旋加速器是利用③ 电场 对电荷的加速作用和④ 磁场 对运动 电荷的偏转作用来获得高能粒子的装置。由于带电粒子在匀强磁场中
2 m
做匀速圆周运动的周期T=⑤ q B ,与速率无关,所以只要交变电场的
变化周期等于⑥ 粒子做圆周运动的周期 ,就可以使粒子每次通过电 场时都能得到加速。粒子通过D形金属盒时,由于金属盒的静电屏蔽作 用,盒内空间的电场极弱,所以粒子只受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动,
设D形盒的半径为r,则粒子获得的最大动能为⑦
衡时,a、b间的电势差就保持稳定,即:qvB=qE=q U ,所以v=
d
此液体流量Q=Sv= d ·2 U = 。d U
4 B d 4B
U
d B ,因
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6.霍尔效应 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当
磁场方向 与电流
方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了 电势
