课件49张PPT。第10讲 带电粒子在组合场、 复合场中的运动-2-专题知识?理脉络真题诠释?导方向-3-专题知识?理脉络真题诠释?导方向1.(2019·天津卷)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态。如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭。则元件的( ) A.前表面的电势比后表面的低 B.前、后表面间的电压U与v无关 C.前、后表面间的电压U与c成正比D -4-专题知识?理脉络真题诠释?导方向解析:霍尔元件中电流方向向右,磁场方向向下,根据左手定则可知,电子向后表面偏转使后表面带负电,故后表面比前表面的电势低,选项A错误;电子在霍尔元件内受到的洛伦兹力等于电场力时,电子不再偏转,前、后表面的电压稳定,此时F=evB=e ,可得前、后表面的电压U=Bav,故前、后表面的电压U与磁感应强度B、元件宽度a和电子定向移动速度v有关,与元件长度c无关,选项B、C错误,选项D正确。命题考点霍尔效应及其应用。 能力要求本题现象称为霍尔效应,易错点在于利用左手定则判断电荷的移动,从而判断后面的电势高。-5-专题知识?理脉络真题诠释?导方向2.(2019·全国卷3)如图所示,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为 B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为( )B -6-专题知识?理脉络真题诠释?导方向解析:粒子在磁场中做匀速圆周运动,其运动轨迹如右图所示。 故选B。 命题考点带电粒子在匀强磁场中的运动。 能力要求分析解答本题的关键是画出运动轨迹图,构筑出几何关系,找出半径与圆心角。-7-专题知识?理脉络真题诠释?导方向3.(2018·天津卷)如图所示,在水平线ab的下方有一匀强电场,电场强度为E,方向竖直向下,ab的上方存在匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。磁场中有一内、外半径分别为R、 R的半圆环形区域,外圆与ab的交点分别为M、N。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放,由M进入磁场,从N射出。不计粒子重力。 (1)求粒子从P到M所用的时间t; (2)若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出,同样能由M进入磁场,从N射出。粒子从M到N的过程中,始终在环形区域中运动,且所用的时间最少,求粒子在Q点时速度v0的大小。-8-专题知识?理脉络真题诠释?导方向解析:(1)设粒子在磁场中运动的速度大小为v,所受洛伦兹力提供向心力,有设粒子在电场中运动所受电场力为F,有 F=qE② 设粒子在电场中运动的加速度为a,根据牛顿第二定律有 F=ma③ 粒子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动,有 v=at④-9-专题知识?理脉络真题诠释?导方向(2)粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动,其周期与速度、半径无关,运动时间只由粒子所通过的圆弧所对的圆心角的大小决定。故当轨迹与内圆相切时,所用的时间最短。设粒子在磁场中的轨迹半径为r',由几何关系可得设粒子进入磁场时速度方向与ab的夹角为θ, 即圆弧所对圆心角的一半,由几何关系知-10-专题知识?理脉络真题诠释?导方向命题考点带电粒子在组合场中的运动。 能力要求分析解答本题第(2)问的关键点是找出临界点,恰当的构筑出几何关系求出半径。粒子从Q点射出后在电场中做类平抛运动,在电场方向上的分运动和从P点释放后的运动情况相同,所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v。在垂直于电场方向上的分速度始终等于v0,由运动的合成和分解可得 ... ...
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