第一章 课时8 带电粒子在复合场中的运动(课时学案)-2022-2023学年高二新教材物理选择性必修第二册【课时学案作业】人教版

第一章安培力与洛仑兹力 学习札记 课时8 带电粒子在复合场中的运动 ⊙学习目标：带电粒子在复合场中的运动。 ⊙重点难点：带电粒子在复合场中的运动。 学习过程 一、基础知识疏理 这里所说的粒子在复合场中的运动，是指粒子在电场力和洛仑兹力共同作用下的 运动。有时，粒子还会受到重力作用。 ●知识点1：粒子在复合场中的圆周运动 例1.如图所示，虚线以下的空间有竖直向上、场强为E的匀 氵不 强电场和垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，带电液滴 5 自虚线上方高度由静止开始下落，进入场区后恰好做匀速圆周 运动，求液滴做圆周运动的轨道半径。 总结：当粒子在重力、电场力、洛仑兹力共同作用下做圆周运动时，电场力与重力相 平衡，洛仑兹力做向心力。 ●知识点2：粒子在复合场中的直线运动 例2.速度选择器的原理如图所示：固定的两块金属板一上一 下平行正对，两板间有竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀 强磁场。粒子在电场力和洛仑兹力作用下运动，能沿与极板平行 的直线穿越速度选择器。速度选择器能够选择 A.粒子的电性 B.粒子的电荷量 C.粒子的速度的大小 D.粒子的速度的方向 …107. 张永第课时学案作业·物理·选择性必修第二册 例3.如图所示，匀强电场水平向左，匀强磁场垂直纸面向外， 学习札记 粒子在重力和电场力、洛仑兹力作用下沿图中的虚线做直线运 动。根据上述条件可以判断出 A.粒子所带电荷量 B.粒子的电性 C.粒子的运动方向 D.粒子的运动是否是匀速直线运动 总结：在无约束状态下，有洛仑兹力参与的直线运动一定是匀速直线运动。 ●知识，点3：磁流体发电机、霍尔效应等 在以后的学习中，你会遇到磁流体发电机、流量计、磁强计等装置，还有遇到一种叫 做霍尔效应的现象。这些装置或现象的核心都是带电粒子在电场力和洛磁力作用下的 匀速直线运动。 例4.如图所示是磁流体发电机的原理图：一束等离子体（高温 下电离的气体，内含大量带正电荷和负电荷的微粒，而整体呈电中 性)从左侧喷射人磁场，磁场中有两块金属板，这时金属板上就会聚 集电荷，两板间产生电压。认为极板间的距离远小于极板的长度。 (1)请判断流过用电器的电流方向； (2)若磁场的磁感应强度是B,金属板间的距离是L,等离子体的速度是v,求该发 电机的电动势。 例5.将一块长方体金属块放在匀强磁场中，前、后两表面与 磁场方向垂直，当在金属块中通入左右方向的电流时，金属块的 上、下两个表面间就会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。在某 B 次研究霍尔效应的实验中，所用金属块上下两个侧面间的距离为α、前后两个侧面间的 距离为b,磁场的磁感应强度为B,电流从右向左流过金属块，测得上下两个表面间的 电势差是U。这次实验中， (1)上下两个表面哪一个的电势高？ (2)电子定向运动的速度是多少？ ·108·