2014年高中物理复合场问题经典分析
高中物理解决复合场中非圆周运动方法配速法

高中物理解决复合场中非圆周运动方法配速法一、配速法概述配速法是解决复合场中非圆周运动问题的一种有效方法。
其基本思想是:在复合场中,给物体施加一个虚拟的速度,使其在该虚拟速度的作用下,只受其中一种力(如重力或洛伦兹力)的作用,从而将复杂问题转化为简单问题进行求解。
二、配速法应用步骤1.分析题意,明确所求物理量。
2.选择合适的虚拟速度,使物体只受其中一种力作用。
3.建立运动方程,求解物理量。
4.检验虚拟速度是否合理。
三、配速法应用实例例题:一个带电量为q的粒子,质量为m,从竖直向上的匀强磁场中由静止释放,求粒子运动轨迹。
解:1.分析题意:求粒子运动轨迹。
2.选择虚拟速度:设粒子沿水平方向的速度为v,则粒子只受重力作用。
3.建立运动方程:y = y0 + v0t + ½gt²x = v0t4.检验虚拟速度:v²= v0²+ 2gy由上式可知,虚拟速度是合理的。
5.求解物理量:x = v0ty = y0 + ½gt²粒子运动轨迹为抛物线。
四、配速法注意事项1.选择虚拟速度时,应使物体只受其中一种力作用。
2.建立运动方程时,应考虑所有作用在物体上的力。
3.检验虚拟速度是否合理,是确保解题正确性的关键。
五、配速法拓展应用配速法还可以应用于解决其他复合场中非圆周运动问题,例如:•带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动•带电粒子在非匀强磁场中的运动•流体在非匀强引力场中的运动六、总结配速法是一种解决复合场中非圆周运动问题的重要方法,具有简单易懂、应用范围广等优点。
掌握配速法,可以有效提高解决复合场中非圆周运动问题的能力。
高二物理专题练习-8.-复合场问题分析

第8课时 复合场问题分析一.知识内容:1. 复合场:是指电场、磁场、重力场中有二种或三种并存的场。
2. 受力特点:重力---大小、方向恒定;匀强电场中—-F=qE 大小、方向恒定;匀强磁场 中----v ⊥B 时,f=qvB , f ⊥ V , f ⊥ B ,f 垂直于B,v 决定的平面;3. 分析方法:对象→受力→运动性质→画轨迹→找规律→求解。
二.例题分析:【例1】如图所示,匀强磁场中有一个带电荷量为q 的正离子自a 点沿箭头方向运动,当它 运动半个周期到达b 点时,突然吸收了附近的若干个电子,接着沿另一圆轨道运 动到与a 、b 在同一直线上的c 点,已知ac=21ab ,电子电荷量为e ,求正离子吸 收的电子个数。
【例2】如图所示,在xoy 坐标平面的第一象限内有沿-y 方向的匀强电场,在第四象限内 有垂直于平面向外的匀强磁场。
现有一质量为m ,带电量为+q 的粒子(重力不计) 以初速度v 0沿-x 方向从坐标为(3l ,l )的P 点开始运动,接着进入磁场后由坐标 原点O 射出,射出时速度方向与y 轴方向夹角为45°,求:(1)粒子从O 点射出时的速度v 和电场强度E ;(2)粒子从P 点运动到O 点过程所用的时间。
【例3】如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
左侧匀强电场的场强大 小为E 、方向水平向右,电场宽度为L ;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B , 方向垂直纸面向里。
一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的 左边缘的O 点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O 点,然后重复上述运动过程。
求:(1)中间磁场区域的宽度d ; (2)带电粒子从 O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t .P (3l ,l ) v 0 x yO 450 v E B三.课堂练习:【练习1】 某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O 以速度v 0向右射去,从右端中心a 下方的b 点以速度v 1射出;若增大磁感应强度B ,该粒子将打到a 点上方的c 点,且有ac =ab ,则该粒子带___电;第二次射出时的速度为_____。
2014高考物理二轮课件(热点例析+解密高考+命题动向+最新预测):带电粒子在复合场中的运动(49张ppt)

(3)在第三象限内, 带电微粒由 b 点到 c 点受重力 mg、 电场力 qE3 和洛伦兹力 qvB 做匀速圆周运动,一定是重力与电场力平衡, 所以有 qE3= mg 设带电微粒做匀速圆周运动的半径为 R,根据牛顿第二定律,有 qvB= mv2/R
带电微粒做匀速圆周运动的周期 2π m T= 带电微粒在第三象限运动的轨迹如图所示, qB
粒子在电场中做类平抛运动的时间为 t3, vx v0 1 t3= = = s a a 50 所以粒子从 O 点离开后,到经过 y 轴上的 A 点总共运动的时 间为:t= t1+t2+t3=(0.06+π × 10 2) s
-
(把π 值带入,写成 9×10
【答案】 见解析
-2
s 或 9.14× 10 2s 也对).
1 2 (3)沿 x 轴方向,有 x= 2R= at 3 2 沿 y 轴方向,有 2R+ y= v0t3 解得 y= 2 m A 点坐标为 (0, 2 m). (4)粒子在磁场中运动的时间为 t1, 2π m - t1= T= = π × 10 2 s qB 粒子在电场中先匀减速后匀加速运动的时间为 t2, 2v0 1 t2= = s a 25
带电粒子在第一象限运动过程中沿水平方向的位移 v2 3m2g x x= = 2 2 2ax 6B q 由 P 点到 a 点过程中电场力对带电粒子所做的功 m3g2 W 电 =qE1x= 2 2 2B q 因此带电微粒由 P 点运动到 c 点的过程中,电势能的变化量大 m3g 2 小 Δ E 电= 2 2. 2B q
由上述几何关系知, 带电微粒在第三象限做匀速圆周运动转过的 圆心角为 120°,即转过 1/3 圆周,所以从 b 到 c 的运动时间 t2 T 2π m = = 3 3qB 因此从 a 点运动到 c 点的时间 2π m 3m 2π m t= t1+ t2= + = 3+ . qB 3qB 3 qB
2014高中物理复合场问题经典分析教学提纲

2014年高中物理复合场问题分析复合场问题综合性强,覆盖的考点多(如牛顿定律、动能定理、能量守恒和圆周运动),是理综试题中的热点、难点。
复合场一般包括重力场、电场、磁场,该专题所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场、电场与重力场,或者是三场合一。
所以在解题时首先要弄清题目是一个怎样的复合场。
一、无约束1、 匀速直线运动如速度选择器。
一般是电场力与洛伦兹力平衡。
分析方法:先受力分析,根据平衡条件列方程求解1、 设在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感强度的方向是相同的,电场强度的大小E =4.0V/m ,磁感强度的大小B =0.15T .今有一个带负电的质点以=υ20m/s 的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量q 与质量之比q/m 以及磁场的所有可能方向.1、由题意知重力、电场力和洛仑兹力的合力为零,则有22)()(Eq Bq mg +=υ=q 222E B +υ,则222E B g m q +=υ,代入数据得,=m q / 1.96C/㎏,又==E B /tan υθ0.75,可见磁场是沿着与重力方向夹角为75.0arctan =θ,且斜向下方的一切方向2、(海淀区高三年级第一学期期末练习)15.如图28所示,水平放置的两块带电金属板a 、b 平行正对。
极板长度为l ,板间距也为l ,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B 的匀强磁场。
假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。
一质量为m 的带电荷量为q 的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v 0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动。
求: (1)金属板a 、b 间电压U 的大小; (2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小; (3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m 、v 0、q 、B 、l满足的关系;(4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间。
2014届高三物理一轮复习典型题详解: 带电粒子在复合场中运动的应用实例.pdf

带电粒子在复合场中运动的应用实例 1.速度选择器(如图8-4-1所示) 图8-4-1 (1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直。
这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器。
(2)带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器的条件是Eq=qvB,即v=。
(3)粒子是否能通过速度选择器,只与速度有关,与粒子的种类、带电正负无关。
2.回旋加速器 (1)构造:如图8-4-2所示,D1、D2是半圆金属盒,D形盒的缝隙处接高频交流电源。
D形盒处于匀强磁场中。
图8-4-2 (2)工作原理: ①电场加速qU=ΔEk。
②磁场约束偏转qBv=m,v=∝r。
③加速条件:高频电源的周期与带电粒子在D形盒中运动的周期相等,即T电场=T回旋=。
3.磁流体发电机 (1)磁流体发电是一项新兴技术,它可以把机械能直接转化为电能。
(2)根据左手定则,如图8-4-3中的B是发电机正极。
图8-4-3 (3)磁流体发电机两极板间的距离为d,等离子体速度为v,磁场的磁感应强度为B,则两极板间能达到的最大电势差U=Bdv。
4.电磁流量计 如图8-4-4所示。
图8-4-4 (1)用途:电磁流量计是用来测定导电液体在导管中流动时流量的仪器。
(2)原理:设导管的直径为d,用非磁性材料制成,磁感应强度为B,a、b间电势差为U,则流量Q=Sv=πdU/4B。
图8-4-5 5.质谱仪 (1)用途:质谱仪是一种测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。
(2)原理:如图8-4-5所示,离子源A产生质量为m、电荷量为q的正离子(所受重力不计)。
离子出来时速度很小(可忽略不计),经过电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,经过半个周期到达记录它的照相底片D上,测得它在D上的位置到入口处的距离为L,则qU=mv2-0,qBv=m,L=2r。
联立求解得m=。
因此,只要知道q、B、L与U,就可计算出带电粒子的质量m。
2014年高考物理重点知识普及必考点复合场及机械波重点知识大汇总

2014年高考物理重点知识普及—必考点复合场及机械波重点知识大汇总来自:要学习网阅读原文复合场是指重力场、电场、磁场并存,或其中两场并存。
分布方式或同一区域同时存在,或分区域存在。
复合场是高中物理中力学、电磁学综合问题的高度集中。
既体现了运动情况反映受力情况、受力情况决定运动情况的思想,又能考查电磁学中的重点知识,因此,近年来这类题备受青睐。
通过上表可以看出,由于复合场的综合性强,覆盖考点较多,预计在2014年高考(微博)中仍是一个热点。
复合场的出题方式:复合场可以图文形式直接出题,也可以与各种仪器(质谱仪,回旋加速器,速度选择器等)相结合考查。
一、重力场、电场、磁场分区域存在(例如质谱仪,回旋加速器)此种出题方式要求熟练掌握平抛运动、类平抛运动、圆周运动的基本公式及解决方式。
重力场:平抛运动电场:1.加速场:动能定理2.偏转场:类平抛运动或动能定理磁场:圆周运动二、重力场、电场、磁场同区域存在(例如速度选择器)带电粒子在复合场做什么运动取决于带电粒子所受合力及初速度,因此,把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来分析是解决此类问题的关键。
(一)若带电粒子在复合场中做匀速直线运动时应根据平衡条件解题,例如速度选择器。
则有Eq=qVB(二)当带电粒子在复合场中做圆周运动时,则有Eq=mg qVB=mv2/R(2009年天津10题)如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y 轴。
一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为θ。
不计空气阻力,重力加速度为g,求(1)电场强度E的大小和方向;(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h。
高中物理带电粒子在复合场中的运动易错剖析含解析

【解析】
【分析】
【详解】
(1)对球乙从B运动到D的过程运用动能定理可得
乙恰能通过轨道的最高点D,根据牛顿第二定律可得
联立并代入题给数据可得
=5m/s
(2)设向右为正方向,对两球发生弹性碰撞的过程运用动量守恒定律可得
根据机械能守恒可得
联立解得
, m/s
一、带电粒子在复合场中的运动专项训练
1.如图所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场.间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔.一质量为m、电量为+q的粒子由小孔下方 处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。
由牛顿第二定律,有
所以
所以最大偏转角为60°
所以圆心坐标
即磁场的圆心坐标为 .
6.如图所示,MN为绝缘板,CD为板上两个小孔,AO为CD的中垂线,在MN的下方有匀强磁场,方向垂直纸面向外 图中未画出 ,质量为m电荷量为q的粒子 不计重力 以某一速度从A点平行于MN的方向进入静电分析器,静电分析器内有均匀辐向分布的电场 电场方向指向O点 ,已知图中虚线圆弧的半径为R,其所在处场强大小为E,若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔C垂直于MN进入下方磁场.
解得
由⑥⑨式得:B=
3.如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.25m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度v0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
(新课标Ⅰ版)2014届高三物理 试题解析分项汇编(第01期)专题09 磁场 复合场(含解析)

〔新课标Ⅰ版〕2014届高三物理试题解析分项汇编〔第01期〕专题09 磁场复合场〔含解析〕全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板,无论是命题题型、考点分布、模型情景等,还是命题思路和开展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。
为了给新课标全国卷考区广阔师生提供一套专属自己的复习备考资料,物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。
本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主,借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题,优化组合,合理编排,极限命制。
备注:新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复,欢迎同时下载使用。
一、单项选择题1.【2013·湖北省华中师大附中高三五月模拟】如下说法正确的答案是A.库仑首先引入电场线描述电场B.法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律C.伽利略通过理想斜面实验得出物质的运动不需要力维持D.牛顿认为站在足够高的高山上无论以多大的水平速度抛出一物体,物体都会落在地球上2.【2013·湖北省咸宁市四校高三联考】如下说法中正确的答案是A.只要足够小的物体,都可以看成质点B.速度的变化方向与加速度的方向始终一致C.物理学中引入的“电场强度〞概念是采用的类比法D.磁感线起于N极,止于S极2.B 解析:物体能否被看作质点,不是根据物体自身体积的大小,而是根据所研究物体的具体情况而定,选项A错误;加速度表示速度变化的快慢,加速度的方向与速度变化方向始终一致,选项B正确;物理学中引入的“电场强度〞概念是采用的比值定义法,其定义式E=F/q,选项C错误;磁感线是闭合曲线,在磁体周围的磁感线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁感线从S 极到N 极,选项D 错误。
3.【2013·陕西五校高三第三次模拟考试】物理公式不仅反映了物理量之间的关系,也确定了单位间的关系。
现有物理量单位:M 〔米〕、s 〔秒〕、C 〔库〕、A 〔安〕、V 〔伏〕、F 〔法〕、T 〔特〕和WB 〔韦伯〕,由它们组合成的单位与力的单位N 〔牛〕等价的是A .V ·C/s B.C/F ·s C.T ·s·C/ M D .WB·A/M3.D 解析:I t q =,UI=P ,选项A 错误。
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为了高考我们拼了 2014年高中物理复合场问题分析复合场问题综合性强,覆盖的考点多(如牛顿定律、动能定理、能量守恒和圆周运动),是理综试题中的热点、难点。
复合场一般包括重力场、电场、磁场,该专题所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场、电场与重力场,或者是三场合一。
所以在解题时首先要弄清题目是一个怎样的复合场。
一、无约束1、匀速直线运动如速度选择器。
一般是电场力与洛伦兹力平衡。
分析方法:先受力分析,根据平衡条件列方程求解1、 设在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感强度的方向是相同的,电场强度的大小E =4.0V/m ,磁感强度的大小B =0.15T .今有一个带负电的质点以=υ20m/s 的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量q 与质量之比q/m 以及磁场的所有可能方向.1、由题意知重力、电场力和洛仑兹力的合力为零,则有22)()(Eq Bq mg +=υ=q222E B +υ,则222E B g mq +=υ,代入数据得,=m q / 1.96C/㎏,又==E B /tan υθ0.75,可见磁场是沿着与重力方向夹角为75.0arctan =θ,且斜向下方的一切方向2、(海淀区高三年级第一学期期末练习)15.如图28所示,水平放置的两块带电金属板a 、b 平行正对。
极板长度为l ,板间距也为l ,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B 的匀强磁场。
假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。
一质量为m 的带电荷量为q 的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v 0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动。
求: (1)金属板a 、b 间电压U 的大小; (2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小;(3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m 、v 0、q 、B 、l满足的关系;(4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间。
2、(1)U=l v 0B ;(2)E K =21m v 0221-qB l v 0;(3)mqBl v 40≤或mqBlv 450≥; (4)qBm π图28b q l为了高考我们拼了 3、两块板长为L=1.4m ,间距d=0.3m 水平放置的平行板,板间加有垂直于纸面向里,B=1.25T 的匀强磁场,如图所示,在两极板间加上如图所示电压,当t=0时,有一质量m=2⨯10-15Kg ,电量q=1⨯10-10C 带正电荷的粒子,以速度Vo=4×103m/s 从两极正中央沿与板面平行的方向射入,不计重力的影响, (1)画出粒子在板间的运动轨迹 (2)求在两极板间运动的时间答案:(1) 见下图(2)两板间运动时间为 t=6.5⨯10-4s解析:本题主要考查带电粒子在电磁复合场中的匀速圆周运动和匀速直线运动。
第一个10-4s 有电场,洛伦兹力F=qE=5⨯10-7N (方向向下),f=qvB=5⨯10-7N(方向向上),粒子作匀速直线运动,位移为x=v o t=0.4m ;第二个10-4s 无电场时,做匀速圆周运动,其周期为T=qBmπ2=1⨯10-4s, 半径为 R=qBm v=6.4⨯10-2m<2d 不会碰到板,粒子可以转一周可知以后重复上述运动粒子可在磁场里作三个完整的圆周运动,其轨迹如图BO(a)⨯10-4s 54 2 1(b) 图10-5为了高考我们拼了 (2)直线运动知x L =4.04.1=3.5 由图像可得,粒子转了3周,所以 在两板间运动时间 T ’=3.5t+3T=6.5 10-4s4、如图3-4-2所示的正交电磁场区,有两个质量相同、带同种电荷的带电粒子,电量分别为q a 、、q b ,它们沿水平方向以相同速率相对着直线穿过电磁场区,则( )A .它们若带负电,则 q a 、>q bB .它们若带负电,则 q a 、<q bC .它们若带正电,则 q a 、>q bD .它们若带正电,则q a 、<q b5、如图3-4-8所示,在xoy 竖直平面内,有沿+x 方向的匀强电场和垂直xoy 平面指向纸内的匀强磁场,匀强电场的场强E =12N/C ,匀强磁场的磁感应强度B =2T .一质量m =4×10-5㎏、电量q =2.5×10-5C 的带电微粒,在xoy 平面内作匀速直线运动,当它过原点O 时,匀强磁场撤去,经一段时间到达x 轴上P 点,求:P 点到原点O 的距离和微粒由O 到P 的运动时间.6、如图3-4-9所示,矩形管长为L ,宽为d ,高为h ,上下两平面是绝缘体,相距为d 的两个侧面为导体,并用粗导线MN 相连,令电阻率为ρ的水银充满管口,源源不断地流过该矩形管.若水银在管中流动的速度与加在管两端的压强差成正比,且当管的两端的压强差为p 时,水银的流速为v 0.今在矩形管所在的区域加一与管子的上下平面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B (图中未画出).稳定后,试求水银在管子中的流速.7、如图3-4-10所示,两水平放置的金属板间存在一竖直方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,一质量为4m 带电量为-2q 的微粒b 正好悬浮在板间正中央O 点处,另一质量为m 的带电量为q 的微粒a ,从P 点以一水平速度v 0(v 0未知)进入两板间正好做匀速直线运动,中途与B 相碰.(1) 碰撞后a 和b 分开,分开后b 具有大小为0.3v 0的水平向右的速度,且电量为-q/2.分开后瞬间a 和b 的加速度为多大?分开后a 的速度大小如何变化?假如O 点左侧空间足够大,则分开后a 微粒运动轨迹的最高点和O 点的高度差为多少?(分开后两微粒间的相a图3-4-2为了高考我们拼了互作用的库仑力不计)(2) 若碰撞后a 、b 两微粒结为一体,最后以速度0.4 v 0从H 穿出,求H 点与O 点的高度差.8、在平行金属板间,有如图1-3-31所示的相互正交的匀强电场的匀强磁场.α粒子以速度v 0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,恰好能沿直线匀速通过.供下列各小题选择的答案有:A .不偏转B .向上偏转C .向下偏转D .向纸内或纸外偏转⑴若质子以速度v 0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向 射入时,将( A )⑵若电子以速度v 0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,将 ( A )⑶若质子以大于的v 0速度,沿垂直于匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中央射入,将( B )⑷若增大匀强磁场的磁感应强度,其它条件不变,电子以速度v 0沿垂直于电场和磁场的方向,从两板正中央射入时,将 ( C )9、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图1-3-37所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c .流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电阻的两端连接,I 表示测得的电流值.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为 ( A ) A .)(a c bR B I ρ+ B .)(c b aR B I ρ+ C .)(b a cR B I ρ+ D .(abc R B I ρ+2、匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力平衡时,带电粒子可以在洛伦兹力的作用下,在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。
无约束的圆周运动必为匀速圆周运动。
分析方法:先受力分析, 一般是洛伦兹力提供向心力,然后根据牛顿定律和匀速圆周运动知识,以及其他力平衡条件列方程求解。
1、 一带电液滴在如图3-13所示的正交的匀强电场和匀强磁场中运动.已知电场强度为E ,竖直向下;磁感强度为B ,垂直纸面向内.此液滴在垂直于磁场的竖直平面内做匀速圆周运动,轨道半径为R .问:(1)液滴运动速率多大?方向如何?(2)若液滴运动到最低点A 时分裂成两个液滴,其中一个在原运行方向上作匀速圆周运动,半径变为3R ,圆周最低点也是A ,则另一液滴将如何运动?1、(1)Eq=mg ,知液滴带负电,q=mg/E ,Rm Bq 2υυ=,E BRg m BqR ==υ.(2)设半图1-3-37为了高考我们拼了 径为3R 的速率为v 1,则Rm q B 32/2211υυ=,知υυ3331===E BgR m BqR ,由动量守恒,212121υυυm m m +=,得v 2=—v .则其半径为R Bq m Bq m r ==⋅=υυ2222/.2、如图1-3-33,在正交的匀强电磁场中有质量、电量都相同的两滴油.A 静止,B 做半径为R 的匀速圆周运动.若B 与A 相碰并结合在一起,则它们将 ( B ) A .以B 原速率的一半做匀速直线运动 B .以R /2为半径做匀速圆周运动 C . R 为半径做匀速圆周运动D .做周期为B 原周期的一半的匀速圆周运动3、在真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和水平方向的匀强磁场,如图1-3-39所示,有甲、乙两个均带负电的油滴,电量分别为q 1和q 2,甲原来静止在磁场中的A 点,乙在过A 点的竖直平面内做半径为r 的匀速圆周运动.如果乙在运动过程中与甲碰撞后结合成一体,仍做匀速圆周运动,轨迹如图所示,则碰撞后做匀速圆周运动的半径是多大?原来乙做圆周运动的轨迹是哪一段?假设甲、乙两油滴相互作用的电场力很小,可忽略不计.B q q v m m r )()(2121++=';DMA 是4、 如图1-3-41所示的空间,匀强电场的方向竖直向下,场强为E 1,匀强磁场的方向水平向外,磁感应强度为B .有两个带电小球A 和B 都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动(两小球间的库仑力可忽略),运动轨迹如图。
已知两个带电小球A 和B 的质量关系为m A =3m B ,轨道半径为R A =3R B =9cm . (1) 试说明小球A 和B 带什么电,它们所带的电荷量之比q A : q A 等于多少?(2) 指出小球A 和B 的绕行方向?(3) 设带电小球A 和B 在图示位置P 处相碰撞,且碰撞后原先在小圆轨道上运动的带电小球B 恰好能沿大圆轨道运动,求带电小球A 碰撞后所做圆周运动的轨道半径(设碰撞时两个带电小球间电荷量不转移)。
都带负电荷,13q q B A =;都相同;cm R A 7='5、如图1-3-52甲所示,空间存在着彼此垂直周期性变化的匀强电场和匀强磁场,磁场和电场随时间变化分别如图中乙、丙所示(电场方向竖直向上为正,磁场方向垂直纸面水平向里为正),某时刻有一带电液滴从A 点以初速v 开始向右运动,图甲中虚线是液滴的运动轨迹(直线和半圆相切于A 、B 、C 、D 四点,图中E 0和B 0都属未知) (1) 此液滴带正电还是带负电?可能是什么时刻从A 点开始运动的?(2) 求液滴的运动速度和BC 之间的距离.1)、带正电,可能是s n 10)34(π-(n=1,2,3,…)(2)2m/s, 0.4m图1-3-39图1-3-41图1-3-52为了高考我们拼了6、(18分)如图所示,半径R=0.8m 的四分之一光滑圆弧轨道位于竖直平面内,与长CD=2.0m 的绝缘水平面平滑连接,水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=40N/C ,方向竖直向上,磁场的磁感应强度B=1.0T ,方向垂直纸面向外。