2020版高考物理一轮复习第九章专题七带电粒子在叠加场中的运动教案新人教版

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1、专题七　带电粒子在叠加场中的运动突破1　带电粒子在叠加场中运动的应用实例装置原理图规律速度选择器若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做匀速直线运动磁流体发电机等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板分别带正、负电，两极板间电压为U时稳定，q＝qv0B，U＝v0Bd电磁流量计当q＝qvB时，有v＝，流量Q＝Sv＝π2＝霍尔元件在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差．这个现象称为霍尔效应考向1　速度选择器的工作原理(2019·浙江杭州模

2、拟)在如图所示的平行板器件中，匀强电场E和匀强磁场B互相垂直．一束初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出．粒子重力不计，下列说法正确的是(　　)A．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的初速度一定大于vB．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的动能一定增大C．若粒子沿轨迹③出射，则粒子可能做匀速圆周运动D．若粒子沿轨迹③出射，则粒子的电势能可能增大【解析】　初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出，则qvB＝qE，若粒子沿轨道①出射，粒子所受向上的力大于向下的力，但由于粒子电性

3、未知，所以粒子所受的电场力与洛伦兹力方向不能确定，初速度和动能的变化无法确定，故A、B均错误；若粒子沿轨迹③出射，粒子受电场力、洛伦兹力，不可能做匀速圆周运动，故C错误；若粒子沿轨迹③出射，如果粒子带负电，所受电场力方向向上，洛伦兹力方向向下，电场力做负功，粒子的电势能增大，故D正确．【答案】　D考向2　磁流体发电的工作原理(多选)如图是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场．现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电

4、的微粒，而整体呈中性)，垂直磁场喷入，每个离子的速度为v，负载电阻阻值为R，当发电机稳定发电时，负载中电流为I，则(　　)A．a板电势比b板电势低B．磁流体发电机的电动势E＝BdvC．负载电阻两端的电压大小为BdvD．两板间等离子体的电阻率ρ＝【解析】　参看磁流体发电机的装置图，利用左手定则可知，正、负微粒通过发电机内部时，带正电微粒向上偏，带负电微粒向下偏，则知a板电势比b板电势高，所以A错误；当发电机稳定发电时，对微粒有F洛＝F电，即Bqv＝q，得电动势E＝Bdv，所以B正确；由闭合电路欧姆定律有U

5、R＋Ur＝E，又E＝Bdv，则负载电阻两端的电压UR

6、场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点的距离为3．0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.040T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　)A．1.3m/s，a正、b负B．2.7m/s，a正、b负C．1.3m/s，a负、b正D．2.7m/s，a负、b正【解析】　血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏，则a带正电，b带负电，故C、D错误

7、；最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有q＝qvB，所以血流速度v＝＝m/s＝1.3m/s，故A正确，B错误．【答案】　A考向4　霍尔元件的工作原理(多选)利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，横截面为矩形的金属导体宽为b，厚为d，并加有与前后侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向的电流I时，用理想电压表可测得导体上、下表面间电压为U.已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是(　　)A．上表面电势高B．下表面电势高C．该导体单位体积内的自由电子数为D．该导体单位体积

8、内的自由电子数为【解析】　根据左手定则，可知电子向上表面偏转，所以下表面电势高，选项A错误，B正确；由题意有e＝evB，I＝neSv＝nebdv，可得n＝，选项C正确，D错误．【答案】　BC带电粒子在复合场中运动的四个实例的比较速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件都涉及带电粒子在相互正交的电场和磁场组成的复合场中的运动平衡问题，它们的不同之处是速度选择器中的电场是带电粒子进入前存在的，是外加的；磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件中