高考物理帶電粒子在場中的運動例題

高考物理課件帶電粒子在場中的運動例題感悟·滲透·應用【例4】磁鏡是一種利用磁場對帶電粒子的運動進行約束的一種裝置，其中磁感線的分布是兩端收縮，中間發(fā)散，如圖3-9所示，試說明當帶電粒子從A處垂直紙面方向進入磁鏡時帶電粒子的運動情況.圖3-9感悟·滲透·應用【解析】這種磁場應是以中心線為軸，將圖示平面旋轉而成的在空間分布的旋轉體，帶電粒子進入磁鏡后應從受力分析入手，將力和運動分解為平行于中心軸線和垂直于中心軸線兩個方向考慮.

帶電子粒子進入磁場后受磁場力F，將它分解為平行于中心軸線和垂直于中心軸線兩個分力Fx、Fy,Fx使粒子沿平行于中心軸線方向向中部加速運動，Fy使粒子繞中心軸線做圓周運動，當粒子運動到磁鏡左端時，Fx變?yōu)橄蛴宜詭щ娏Ｗ訉⒃诖喷R中做螺旋式往復運動感悟·滲透·應用【解題回顧】這一技術原理有著廣泛的應用.例如，受控熱核反應中需要容納幾百萬高溫的等離子體如果用固體容器，是沒有哪種材料能耐如此高溫的即使有，等離子體與容器壁接觸就會冷卻，也就沒有足夠能量來進行熱核反應因此目前所有受控熱核反應都是用磁鏡來對高溫等離子體進行磁約束的，如國際上研究受控核聚變使用的托卡馬克裝置和我國的“中國環(huán)流器1號”和“中國環(huán)流器2號”均有類似磁鏡的裝置.

在三維空間分析帶電粒子運動的能力和方法，在分析許多現象中尤為重要，如示波器的原理等.感悟·滲透·應用

5.帶電粒子在依次通過不同的空間，運動過程分為不同階段，運動性質各不相同，我們只要找出每個階段上的運動規(guī)律，再利用兩種場交界處粒子的運動狀態(tài)和關聯(lián)條件即可解決問題感悟·滲透·應用【例5】如圖3-10所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B；在x軸下方有沿y軸負方向的勻強電場，場強為E.一質量為m，電量為-q的粒子從坐標原點O沿著y軸正方向射出射出之后，第三次到達x軸時，它與點O的距離為L.求此粒子射出的速度v和在此過程中運動的總路程s(重力不計).圖3-10感悟·滲透·應用【解析】由粒子在磁場中和電場中受力情況與粒子的速度可以判斷粒子從O點開始在磁場中勻速率運動半個圓周后進入電場，做先減速后反向加速的勻變直線運動，再進入磁場，勻速率運動半個圓周后又進入電場，如此重復下去.感悟·滲透·應用粒子運動路線如圖3-11所示，有L=4R①粒子初速度為v，則有qvB=mv2/R②，由①、②可得v=qBL/4m③.設粒子進入電場做減速運動的最大路程為l，加速度為a,則有v2=2al④，qE=ma,⑤粒子運動的總路程s=2R+2l.⑥由①、②、③、④、⑤、⑥式，得:s=L/2+qB2L2/(16mE).圖3-11感悟·滲透·應用【解題回顧】把復雜的過程分解為幾個簡單的過程，按順序逐個求解，或將每個過程所滿足的規(guī)律公式寫出，結合關聯(lián)條件組成方程，再解方程組，這就是解決復雜過程的一般方法另外，還可通過開始n個過程的分析找出一般規(guī)律，推測后來的過程，或對整個過程總體求解將此題中的電場和磁場的空間分布和時間進程重組，便可理解回旋加速器原理，并可用后一種方法求解.感悟·滲透·應用

6.帶電粒子在兩種以上的場共同存在的空間運動時，場力與粒子的運動相互影響，在某種運動狀態(tài)時，由各量之間的聯(lián)系，而測算出某物理量，或利用電場、磁場控制電荷的運動.感悟·滲透·應用【例6】電磁流量計廣泛應用于測量可導電流體(如污水)在管中的流量(在單位時間內通過管內橫載面的流體的體積)為了簡化，假設流量計是如圖3-12所示的橫載面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c，流量計的兩端與輸送液體的管道相連接(圖中虛線)圖3-12感悟·滲透·應用圖中流量計的上、下兩面是金屬材料，前、后兩面是絕緣材料，現將流量計所在處加磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面，當導電液體穩(wěn)定地流經流量計時，在管外將流量計上、下表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測得的電流值，已知流體的電阻率，不計電流表的內阻，則可求得流量為多大?感悟·滲透·應用【解析】導電流體從管中流過時，其中的陰陽離子會受磁場力作用而向管的上下表面偏轉，上、下表面帶電后一方面使陰陽離子又受電場力阻礙它們繼續(xù)偏轉，直到電場力與磁場力平衡；另一方面對外接電阻來說，上、下表面相當于電源，使電阻中的電流滿足閉合電路歐姆定律.感悟·滲透·應用設導電流體的流動速度v，由于導電流體中正、負離子在磁場中的偏轉，在上、下兩板上積聚電荷，在兩極之間形成電場，當電場力qE與洛倫茲力qvB平衡時，E=Bv，兩金屬板上的電動勢E′=Bcv，內阻r=c/ab，與R串聯(lián)的電路中電流:I=Bcv/(R+r),v=I(R+c/ab)/Bc；流體流量:Q=vbc=I(bR+c/a)/B感悟·滲透·應用【解題回顧】因為電磁流量計是一根管道，內部沒有任何阻礙流體流動的結構，所以可以用來測量高黏度及強腐蝕性流體的流量它還具有測量范圍寬、反應快、易與其他自動控制裝置配套等優(yōu)點可見，科技是第一生產力.

本題是閉合電路歐姆定律與帶電粒子在電磁場中運動知識的綜合運用這種帶電粒子的運動模型也稱為霍爾效應，在許多儀器設備中被應用.如速度選擇器、磁流體發(fā)電機等等.每年進入夏季，由于氣溫高、濕度大，對幼兒的照顧要特別注意，以下是出國留學網為您搜集整理的育兒健康小常識1.不是所有寶寶都需額外補充維生素很多家長會問，孩子多大需要開始補充維生素?小嬰兒是否需要補充維生素?劉主任表示，孩子多大補充維生素沒有明確的界定，如果寶寶是吃母乳或奶粉，一般營養(yǎng)物質都足夠、全面，不需要額外補充維生素，如果出現了某些癥狀，如缺乏維生素B或維生素C等，再有針對性的補充會更好。維生素D可以促進鈣的吸收，小嬰兒也應該補充，特別是純母乳喂養(yǎng)的寶寶，如果沒有補充維生素D，常帶寶寶曬太陽，也可以轉化為維生素D，從而促進鈣的吸收。給寶寶曬太陽，一般每天半小時到1小時，注意不要遮擋著曬太陽，如果是戴太陽帽、打傘或擦防曬霜等，起不到曬太陽的效果。2.不能用維生素補充劑代替蔬菜水果有的家長認為，都是補充維生素，用維生素補充劑方便多了，因此就用維生素補充劑代替水果和蔬菜。劉主任表示，只要條件允許，應盡量從食物中攝取維生素，如果是因為某些特殊情況導致不能全面有效獲得維生素，則可以考慮食用維生素補充劑。而且維生素補充劑是不能代替蔬菜和水果的。因為蔬菜、水果中的各種維生素是按一定比例存在的天然成份，是多種維生素的集合體;而維生素制劑多數是人工合成的，兩者在性質上會有所差別。蔬菜、水果除了含有維生素外，還含有一些雖然對人體的作用與維生素類似的天然物質，如葉綠素、胡蘿卜素等。此外蔬菜中含有礦物質、微量元素、碳水化合物、纖維素等非維生素類營養(yǎng)成份。3.維生素補充劑含有的維生素種類不是越多越好有的家長容易陷入一個誤區(qū)，認為既然要補，那就補得全面一點，總給寶寶吃綜合性維生素。劉主任表示，維生素補充劑并不是所含種類越多越好。劉主任建議，對于挑食特別厲害的寶寶，吃東西的品種少，可以選擇補充綜合性維生素劑;如果是缺乏某些維生素，建議有針對性地補充更合適;如果只是缺乏某一種維生素，沒必要補充綜合維生素制劑，因為有的維生素會產生蓄積中毒的情況。4.維生素應從正規(guī)渠道購買如果是身體缺乏維生素的話，還是要在醫(yī)生的指導下服用維生素藥品，如果是出于保健的需求，可以服用保健品5.維生素補多久補多少最好由醫(yī)生判斷給寶寶補充維生素一定要注意用量，特別是維生素缺乏者，最好由醫(yī)生判斷該如何補充。如果寶寶缺乏某種維生素，補