2019-2020年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用教案.doc
《2019-2020年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用教案.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用教案.doc(3頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用教案 知識(shí)要點(diǎn): 1、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本分析: 這里所講的復(fù)合場(chǎng)指電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存, 或其中某兩場(chǎng)并存, 或分區(qū)域存在, 帶電體連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí), 一般須同時(shí)考慮電場(chǎng)力、洛侖茲力和重力的作用。 在不計(jì)粒子所受的重力的情況下,帶電粒子只受電場(chǎng)和洛侖茲力的作用,粒子所受的合外力就是這兩種力的合力,其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律。在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中,如果粒子所受的電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡,粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng);如果所受的電場(chǎng)力與洛侖茲力不平衡,粒子將做一般曲線運(yùn)動(dòng),而不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng)。在相互垂直的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的平面電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的復(fù)合場(chǎng)中,帶電粒子有可能繞場(chǎng)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 無論帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng),由于只有電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功,帶電粒子的電勢(shì)能與動(dòng)能的總和是守恒的,用公式表示為 2、質(zhì)量較大的帶電微粒在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 這里我們只研究垂直射入磁場(chǎng)的帶電微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng),并分幾種情況進(jìn)行討論。 (1)只受重力和洛侖茲力:此種情況下,要使微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)方向必須是水平的。微粒所受的合外力就是重力與洛侖茲力的合力。在此合力作用下,微粒不可能再做勻速圓周運(yùn)動(dòng),也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng)。在合外力不等于零的情況下微粒將做一般曲線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律;在合外力等于零的情況下,微粒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 無論微粒在垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)如何運(yùn)動(dòng),由于洛侖茲力不做功,只有重力做功,因此微粒的機(jī)械能守恒,即 (2)微粒受有重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力:此種情況下。要使微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)若沿水平方向,則所加的勻強(qiáng)電場(chǎng)必須與磁場(chǎng)方向垂直。 在上述復(fù)合場(chǎng)中,帶電微粒受重力、電場(chǎng)力和洛侖茲力。這三種力的矢量和即是微粒所受的合外力,其運(yùn)動(dòng)加速度遵從牛頓第二定律。如果微粒所受的重力與電場(chǎng)力相抵消,微粒相當(dāng)于只受洛侖茲力,微粒將以洛侖茲力為向心力,以射入時(shí)的速率做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若重力與電場(chǎng)力不相抵,微粒不可能再做勻速圓周運(yùn)動(dòng),也不可能做與拋體運(yùn)動(dòng)類似的運(yùn)動(dòng),而只能做一般曲線運(yùn)動(dòng)。如果微粒所受的合外力為零,即所受的三種力平衡,微粒將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 無論微粒在復(fù)合場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng),洛侖茲力對(duì)微粒不做功。若只有重力對(duì)微粒做功,則微粒的機(jī)械能守恒;若只有電場(chǎng)力對(duì)微粒做功,則微粒的電勢(shì)能和動(dòng)能的總和守恒;若重力和電場(chǎng)力都對(duì)微粒做功,則微粒的電勢(shì)能與機(jī)械能的總和守恒,用公式表示為: 在上述復(fù)合場(chǎng)中,除重力外,如果微粒還受垂直磁場(chǎng)方向的其他機(jī)械力,微粒仍能沿著與磁場(chǎng)垂直的平面運(yùn)動(dòng)。在這種情況下,應(yīng)用動(dòng)能定理及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來研究微粒的運(yùn)動(dòng)具有普遍的意義。只有當(dāng)帶電微粒在垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),才能應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式來研究微粒的運(yùn)動(dòng),這是一種極特殊的情況。為了防止研究的失誤,我們特別提請(qǐng)注意的是: (1)牛頓第二定律所闡明的合力產(chǎn)生加速度的觀點(diǎn)仍是我們計(jì)算微粒加速度的依據(jù)。這里所說的合力是微粒所受的機(jī)械力、電場(chǎng)力和洛侖茲力的矢量和。尤其注意計(jì)算合力時(shí)不要排除洛侖茲力。 (2)由于洛侖茲力永不做功,在應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),合外力對(duì)微粒所做的功(或外力對(duì)微粒做的總功),只包括機(jī)械力的功和電場(chǎng)力的功。 (3)在應(yīng)用能的轉(zhuǎn)換和守恒定律時(shí),分析參與轉(zhuǎn)化的能量形式時(shí),不僅要考慮機(jī)械能和內(nèi)能,還要考慮電勢(shì)能。此種情況下,弄清能量的轉(zhuǎn)化過程是正確運(yùn)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的關(guān)鍵。 3、解決與力學(xué)知識(shí)相聯(lián)系的帶電體綜合問題的基本思路: 正確的受力分析是前提: 除重力、彈力外, 要特別注意對(duì)電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的分析。正確分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是解決問題的關(guān)鍵: 找出物體的速度、位置及其變化的特點(diǎn), 分析運(yùn)動(dòng)過程, 如果出現(xiàn)臨界狀態(tài), 要分析臨界狀態(tài)。恰當(dāng)?shù)仂`活地運(yùn)用動(dòng)力學(xué)的三個(gè)基本方法解決問題是目的: 牛頓運(yùn)動(dòng)定律是物體受力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系, 而運(yùn)動(dòng)學(xué)公式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng); 用動(dòng)量的觀點(diǎn)分析, 包括動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律; 用能量的觀點(diǎn)分析, 包括動(dòng)能定理與能量守恒定律; 針對(duì)不同問題靈活地選用三大方法, 注意弄清各種規(guī)律的成立條件和適用范圍。 4、帶電粒子垂直射入E和B正交的疊加場(chǎng)——速度選擇器原理(如圖) 粒子受力特點(diǎn)——電場(chǎng)力F與洛侖茲力f方向相反 粒子勻速通過速度選擇器的條件——帶電粒子從小孔S1水平射入, 勻速通過疊加場(chǎng), 并從小孔S2水平射出, 從不同角度看有三種等效條件: 從力的角度——電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡, 即qE = Bqv0; 從速度角度——v0的大小等于E與B的比值, 即; 從功的角度——電場(chǎng)力對(duì)粒子不做功, 即; 使粒子勻速通過選擇器的兩種途徑: 當(dāng)v0一定時(shí)——調(diào)節(jié)E和B的大小; 當(dāng)E和B一定時(shí)——調(diào)節(jié)加速電壓U的大小; 根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)的條件和功能關(guān)系, 有, 所以, 加速電壓應(yīng)為 。 如何保證F和f的方向始終相反——將v0、E、B三者中任意兩個(gè)量的方向同時(shí)改變, 但不能同時(shí)改變?nèi)齻€(gè)或者其中任意一個(gè)的方向, 否則將破壞速度選擇器的功能。 兩個(gè)重要的功能關(guān)系——當(dāng)粒子進(jìn)入速度選擇器時(shí)速度, 粒子將因側(cè)移而不能通過選擇器。 如圖, 設(shè)在電場(chǎng)方向側(cè)移后粒子速度為v, 當(dāng)時(shí): 粒子向f方向側(cè)移, F做負(fù)功——粒子動(dòng)能減少, 電勢(shì)能增加, 有時(shí), 粒子向F方向側(cè)移, F做正功——粒子動(dòng)能增加, 電勢(shì)能減少, 有; 5、質(zhì)譜儀 質(zhì)譜儀主要用于分析同位素, 測(cè)定其質(zhì)量, 荷質(zhì)比和含量比, 如圖所示為一種常用的質(zhì)譜儀, 由離子源O、加速電場(chǎng)U、速度選擇器E、B1和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B2組成。 同位素荷質(zhì)比和質(zhì)量的測(cè)定: 粒子通過加速電場(chǎng), 根據(jù)功能關(guān)系, 有。粒子通過速度選擇器, 根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)的條件: 。若測(cè)出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的軌道直徑為d, 則, 所以同位素的荷質(zhì)比和質(zhì)量分別為。 6、磁流體發(fā)電機(jī) 工作原理: 磁流體發(fā)電機(jī)由燃燒室O、發(fā)電通道E和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)B組成, 如圖所示。 在2500開以上的高溫下, 燃料與氧化劑在燃燒室混合、燃燒后, 電離為導(dǎo)電的正負(fù)離子, 即等離子體, 并以每秒幾百米的高速噴入磁場(chǎng), 在洛侖茲力作用下, 正、負(fù)離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn), 兩極板因聚積正、負(fù)電荷而產(chǎn)生靜電場(chǎng), 這時(shí), 等離子體同時(shí)受到方向相反的洛侖茲力f與電場(chǎng)力F的作用。 當(dāng)f > F時(shí), 離子繼續(xù)偏轉(zhuǎn), 兩極電勢(shì)差隨之增大; 當(dāng)f = F時(shí), 離子勻速穿過磁場(chǎng), 兩極電勢(shì)差達(dá)到最大值, 即為電源電動(dòng)勢(shì)。 電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算: 設(shè)兩極板間距為d, 根據(jù)兩極電勢(shì)差達(dá)到最大值的條件f = F, 即, 則磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019-2020年高考物理知識(shí)要點(diǎn)總結(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)及在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及應(yīng)用教案 2019 2020 年高 物理 知識(shí) 要點(diǎn) 總結(jié) 帶電 粒子 磁場(chǎng) 復(fù)合 中的 運(yùn)動(dòng) 規(guī)律 應(yīng)用 教案
鏈接地址:http://zhongcaozhi.com.cn/p-2734635.html