内容发布更新时间 : 2024/12/25 22:54:41星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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专题：带电粒子在复合中的运动
教学目标
了解粒子在叠加场中的运动规律和特点，并能解决有关问题
教学过程
一、基本知识
1、速度选择器原理（带电粒子垂直进入E和B的正交叠加场） a、受力特点：F电与F磁方向相反（重力不计）。
b、粒子匀速通过选择器的条件：如图，从不同角度看有三种等效的条件； A、力的角度Eq=Bqv0 B、速度的角度v0=E/B C、功的角度W F电=qEd=0 c、粒子通过选择器的途径：
A、当V0一定时，调节E和B的大小
B、当E和B一定时，调节加速电压U的大小。
由功能关系和匀速运动的条件可知qU=1/2mv02=1/2m(E/B)2 加速电压为U=mE2/(2qB2)
2、磁体发电机
a、工作原理：如图，由燃烧室（O），发电通道（E）和偏转磁场（B）组成。在2500K以上的高温下，燃料与氧化剂在燃烧室混合燃烧，电离为正负离子（即等离子体），高速进入磁场，并向上下极板偏转，使两极板产生静电场，当电场力与磁场力相等时，离子匀速通过磁场，两极电势差最大，形成电原电动势。
b、电动势的计算：设极板间距为d，由电势差达到最大的条件F电=F磁， v=E/B=?/Bd。电动势?=Bdv
c、通道两端的压强差的计算：设外阻为R，电原电阻不计； 通道横截面积为边长等于d的正方形，入口压强为p1，出口压强为p2，当开关闭合后，发电机的电功率为P电=?2/R=（Bdv）2/R。 由能量守恒：P电=F1v-F2v=p1Sv-P2Sv 通道压强差为?p=p1-p2=B2v/R. 二、例题分析
例1、如右图，初速度为零的质子，经U=2000V的电压加速后，射入相距d=2cm、电压为300V的平行板电容器间。若要使质子穿过电场时不发生偏转，需要加一个既垂直于电场方向又垂直于质子运动方向的匀强磁场，该磁场的磁感应强度为多大？
例2、如图，为实验用磁流体发电机，两板间距d=20cm磁场的磁感应强度B=5T若接额定功率P=100W的灯泡，恰好正常发光，且灯泡正常发光时的电阻R=400?。不计发电机的电阻，求：
（ 1）等离子体的流速是多大？
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（ 2）若等离子体均为一价离子，每秒钟有多少什么性质的离子打在下极板？
三、练习与作业
1、三个带等量正电荷的粒子a、b、c（不计重力）以相同的初动能水平射入正交的电磁场中，轨迹如上题图，由图可知它们的质量ma mb mc大小次序 ，入射时的初速度大小次序 ，
2、如图，相互垂直的匀强电场和匀强磁场，其电场强度为E和磁感应强度为B 。一个质量为m，带电量为q的油滴，以水平速度v0从a点射入，经过一段时间后运动到b。试计算：
（1）油滴刚进入叠加场a点时的加速度。
（2）若到达b点时，偏离入射方向的距离为d，其速度是多大？
3、如图，在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，一个质量为m，带电量为+q的有孔小球沿着穿过它的竖直长杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因素为?，设电场强度为E磁感应强度为B，电场和磁场足够大，则
1、当小球有最大加速度时的速度为 2、当小球有最小加速度时的速度为
A ?mg/(qB)+E/B B mg/(?qB)-E/B C mg/(?qB)+E/B D E/B
4、如图，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷，已知a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动，比较它们的质量应有
A a油滴质量最大。 B b油滴质量最大。 C c油滴质量最大。 D a、b、c的质量一样
5、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为?的足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向水平向外，电场强度的方向竖直向上。有一质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零（如图），若迅速把电场方向变为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多长？
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6 、如图10-17所示。在x轴上有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y铀负方向的匀强电场，场强为E。一质最为m，电荷量为q的粒子从坐标原点。沿着y轴正方向射出。射出之后，第3次到达X轴时，它与点O的距离为L，求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s，（重力不计）。
7、 如图10-27所示，一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块，当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块，从后表面垂直穿出时，在铜块上、下两面之间产生电势差，若铜块前、后两面间距为d，上、下两面间距为L。铜块单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，求铜板上、下两面之间的电势差U为多少？并说明哪个面的电势高。
8、如图：两块水平放置的金属板长为L=1.40m，间距为d=30cm。两板间有B=1.25T,方向垂直纸面向里的匀强磁场和图示的脉冲电压。当t=0时，质量为m=2.00?10-15Kg,电量q=1.00?10-10C的正粒子，以速度v0=4.00?103m/s从两板中央水平射入，不计重力，试分析： （1）粒子在两板间如何运动？会不会碰到板上？ （2）粒子在两板间的运动时间是多少？