78.
洛仑兹力应用(二)
速度选择器:两板间有正交的匀强电场和匀强磁场,带电粒子(q、m)垂直电场,磁场方向射入,同时受到电场力qE和洛仑兹力f=qvB
①若,粒子作匀速直线运动
②若>,带正(负)电粒子偏向正(负)极板穿出,电场力做负功,设射出速度为,由动能定理得(d为沿电场线方向偏移的距离)
③若<,与②相反,有
磁流体发电:两金属板间有匀强磁场,等离子体(含相等数量正、负离子)射入,受洛仑兹力(及附加电场力)偏转,使两极板分别带正、负电。直到两极电压U(应为电动势)为
,磁流体发电
质谱仪:电子(或正、负粒子)经电压U加速后,从A孔进入匀强磁场,打在P点,直径
得粒子的荷质比
79. 带电粒子在匀强电场中的运动(不计粒子重力)
(1)静电场加速
由动能定理:(匀强电场、非匀强电场均适用)
或(适用于匀强电场)
(2)静电场偏转:
带电粒子: 电量q 质量m;速度
偏转电场由真空两充电的平行金属板构成
板长L 板间距离d 板间电压U
板间场强:
带电粒子垂直电场线方向射入匀强电场,受电场力,作类平抛运动。
垂直电场线方向,粒子作匀速运动。
沿电场线方向,粒子作初速为零的匀加速运动
加速度:
从射入到射出,沿电场线方向偏移:
偏向角:tg
(3)带电粒子在匀强电场中偏转的讨论:
决定大小的因素:
①粒子的电量q,质量m;
②粒子射入时的初速度;
③偏转电场:
tg
80. 法拉第电磁感应定律的应用
基本思路:解决电源计算,找等效电路,处理研究对象力与运动的关系,功能及能转化与守恒关系。
题1:在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一匝数为n的线圈,电阻为r,面积为s,将一额定电压为U、额定功率为P的电动机与之串联,电动机电阻为R,若要使电动机正常工作,线圈转动的角速度为多大?若旋转一圈,全电路产生多少热?
目的:交流电、非纯电阻电路
Em=nBsω
发热:Q=
题2:相距为L的光滑平行导轨与水平面成θ角放置,上端连电阻R,处在与所在平面垂直的匀强磁场(B已知)中,电阻为r的导体(质量m)垂直导轨且在两导轨上,并由静止释放,求:①MN的最大速度;②回路中消耗的最大电功率。
解:画出侧视图,以正确显示MN受力情况,释放后导体MN作加速度不断减小,速度不断增加的运动,当加速度为零时,速度有最大值,此时
①感应电动势:得:
感应电流:
MN受安培力:,a=0,有:
②
希望同学们好好复习,重视基础、落实基础、总结各城区的模拟题目,取得最后的胜利!
【模拟试题】
1.
如图所示,由不同质量、电量组成的正离子束垂直地射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,未发生任何偏转。如果让这些不偏转的离子再垂直进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分成几束,对这些进入后一磁场的不同轨迹的离子,可得出结论( )
A. 它们的动量一定各不相同
B. 它们的电量一定各不相同
C. 它们的质量一定各不相同
D. 它们的电量与质量之比一定各不相同
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