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课件网) 专题提升(八) 带电粒子在复合场中的运动 分类研析·拓展提升 B 方法技巧 解决实际问题的一般过程 BD 方法技巧 回旋加速器的特点 (1)带电粒子在缝隙的电场中加速,交变电流的周期与磁场周期相等,每经过电场一次,粒子加速一次. (2)带电粒子在磁场中偏转、半径不断增大,周期不变,最大动能与D形盒的半径有关. D 角度4 磁流体发电机 [例4] 如图,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道的长为L、宽为d、高为h,上下两面是绝缘板,前后两侧面M,N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连.整个管道置于磁感应强度大小为B,方向沿z轴正方向的匀强磁场中.管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子),且开关闭合前后,液体在管道进、出口两端压强差的作用下,均以恒定速率v0沿x轴正向流动,液体所受的摩擦阻力不变. 答案:见解析 题组训练 1.(霍尔元件)(多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,当元件中通入图示方向的电流I时,C,D两侧面会形成一定的电势差U.下列说法中正确的是( ) A.若C侧面电势高于D侧面,则元件中形成电流的载流子带负电 B.若C侧面电势高于D侧面,则元件中形成电流的载流子带正电 C.在地球南、北极上方测地磁场强弱时,元件工作面竖直放置时U最大 D.在地球赤道上方测地磁场强弱时,元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时,U最大 AD 解析:若元件的载流子带负电,由左手定则可知,载流子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏,则C侧面的电势高于D侧面的电势,故A正确;若元件的载流子带正电,由左手定则可知,载流子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏,则D侧面的电势高于C侧面的电势,故B错误;在地球南、北极上方测地磁场强弱时,因磁场方向竖直,则元件的工作面保持水平时U最大,故C错误;地球赤道上方的地磁场方向水平,在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直,当与地球经线垂直时U最大,故D正确. 2.(质谱仪)(2019·重庆模拟)(多选)某种质谱仪的原理如图所示.高速原子核从A点沿AC方向进入平行正对的金属平板之间,板间有方向如图,大小为E的匀强电场,还有垂直于纸面,磁感应强度为B1的匀强磁场(图中未画出).符合条件的原子核能从C点沿半径方向射入半径为R的圆形磁场区,磁感应强度大小为B2,方向垂直于纸面向外.接收器安放在与圆形磁场共圆心的弧形轨道上,其位置由OP与OD的夹角θ描述.不考虑原子核所受重力对运动的影响,下列说法正确的是( ) BCD 类型二 带电粒子在组合场中的运动 带电粒子在组合场中的运动,实际上是几个典型运动过程的组合(如:电场中的加速直线运动、类平抛运动、磁场中的匀速圆周运动),因此解决此类问题要分段处理,找出各段之间的衔接点和相关物理量. 角度1 先电场后磁场 (1)先在电场中做加速直线运动,然后进入磁场做圆周运动.[如图(甲)、(乙)所示],在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度. (2)先在电场中做类平抛运动,然后进入磁场做圆周运动.[如图(丙)、(丁)所示],在电场中利用平抛运动知识求粒子进入磁场时的速度. [例5] (2019·东北三校联考)如图所示,某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子射入磁场和射出磁场的M,N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应)( ) A.d随U1变化,d与U2无关 B.d与U1无关,d随U2变化 C.d随U1变化,d随U2变化 D.d与U1无关,d与U2无关 A 规律总结 (1)带电 ... ...
