 高一物理必背公式大全总结必修一图片
【精品推荐】 提分神器--初中英语语法易错题专训
10倍速抗遗忘轻松记牢英语单词
最受欢迎的全国各大网校VIP课程
下载地址： http://www.gufengnet.com/6213.html 资料目录 2019新版人教版高中物理选修+必修电子课本 2019新版人教版高中物理选修+必修课件 2019新版人教版高中物理选修+必修教案 2019新版人教版高中物理选修+必修讲义 2019新版人教版高中物理选修+必修思维导图 2019新版人教版高中物理选修+必修同步习题 2019新版人教版高中物理选修+必修试卷
内容举例： 电场力、洛伦兹力、重力并存
(1)若三力平衡，带电体做匀速直线运动。
(2)若重力与电场力平衡，带电体做匀速圆周运动。
(3)若合力不为零，带电体可能做复杂的曲线运动，可用能量守恒定律或动能定理求解。
4. 带电粒子在叠加场中运动的处理方法
(1)确定叠加场的种类：电场、磁场、重力场两两叠加，或三者叠加。
(2)进行受力分析：一般涉及三种场力(电场力、磁场力、重力)、弹力、摩擦力。
(3)运动分析：根据带电粒子的受力情况，判断其运动状态，是做匀速直线运动、匀速圆周运动、匀变速直线运动还是非匀变速直线运动、非匀变速曲线运动。
(4)利用运动学公式、牛顿第二定律、功能关系分析
①力和运动的角度：根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解，必要时进行运动的合成与分解，如类平抛运动。
②功能的角度：根据场力及其他外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系解决问题，这条线索不仅适用于均匀场，也适用于非均匀场，因此要熟悉各种力做功的特点。
八、带电粒子在匀强磁场中运动的临界问题
1. 分析临界极值问题常用的四个结论
(1)刚好不能穿出匀强磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。
(2)当速率v一定时，弧长越长，圆心角越大，带电粒子在有界匀强磁场中运动的时间越长。
(3)当速率v变化时，圆心角大的，运动时间长，解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等。
(4)在圆形匀强磁场中，当运动轨迹圆半径大于区域圆半径时，则当入射点和出射点分别为圆形匀强磁场的同一直径的两个端点时，轨迹对应的偏转角最大(所有的弦长中直径最长)。
2. 处理临界问题常用的两种方法
解决带电粒子在匀强磁场中运动的临界问题，关键在于运用动态思维，寻找临界状态(一般是粒子运动轨迹与磁场边界相切或轨迹半径达到最大)，常用方法如下：
(1)动态放缩法：定点粒子源发射速度大小不同、方向相同、比荷和电性都相同的粒子，粒子速度越大，粒子运动轨迹的半径就越大，运动轨迹的圆心在垂直初速度方向的直线上。
(2)旋转平移法：定点粒子源发射速度大小相等、方向不同、比荷和电性都相同
的粒子，运动轨迹的圆心在以入射点为圆心，半径为R=mv/qB的圆周上。
九、带电粒子在磁场中运动的多解问题
1. 多解的原因
原因 特点 图例
带电粒子
电性不确定 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度条件下，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解
如图，带电粒子以速度v垂直进入匀强磁场，若带正电，其轨迹为a，若带负电，其轨迹为b
磁场方向
不确定 有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时由于磁感应强度方向不确定形成多解
如图，带正电粒子以速度v垂直进入匀强磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a，若B垂直纸面向外，其轨迹为b
速度不确定 有些题目只指明了带电粒子的电性，但未具体指出速度的大小或方向，此时要考虑由于速度的不确定而形成的多解
如图，两磁场的磁感应强度大小均为B，带正电的粒子从M运动到N，速度大小不确定，故其轨迹有多种可能，造成了多解
运动的周期性 带电粒子在电场和磁场的组合场空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解
如图，带负电的粒子从O点沿y轴正方向射入匀强磁场后，在磁场和电场中做周期性运动
2. 解决多解问题的思路
第3节 洛伦兹力的应用
一、显像管
1. 利用电场改变带电粒子的运动方向称为电偏转。
2. 利用磁场改变带电粒子的运动方向称为磁偏转。
3. 显像管运用的是电子束的磁偏转原理。
二、质谱仪
1. 功能：质谱仪是一种分离和检测同位素的仪器。
2. 原理图
3. 工作原理
带电粒子在电场中加速：qU=1/2mv2。
带电粒子在磁场中偏转： x/2=mv/qB。
带电粒子的比荷： q/m=8U/(B^2 x^2 )。
由此可知，带电粒子的比荷与偏转距离x的平方成反比，凡是比荷不相等的粒子都被分开，并按比荷的大小顺序排列。
三、回旋加速器
1. 主要构造：两个金属D形盒。
2. 工作原理
(1)磁场作用：带电粒子垂直磁场方向射入磁场时，
只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期与速率和半径都无关。
(2)交变电压的作用：在两D形盒狭缝间产生周期性变化的电场，使带电粒子每经过狭缝就加速一次。
(3)交变电压的周期(或频率)：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率)相等。
四、质谱仪的工作原理
质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。现以下图为例说明其结构和工作原理。
(1)容器A中含有大量电荷量相同而质量有微小差别的带电粒子，从下方小孔S1飘出时，这些带电粒子的初速度可认为都为零。
(2)对某个质量为m、电荷量为q的带电粒子进行分析：经过S1和S2之间电势差为U的电场加速后，由qU=1/2mv2可求得其从S2射出时的速度为v=√(2qU/m)。该粒子进入磁场后，在洛伦兹力作用下做圆周运动。由qvB=(mv^2)/r可求得其轨迹半径r=mv/(qB_2 )，将v=√(2qU/m)代入可得r=√2mqU/(qB_2 )=1/B_2 √(2mU/q)。
(3)由r的表达式可知，电荷量相同而质量不同的带电粒子将沿不同轨迹做圆周运动，经过半个圆周打在照相底片D上的不同位置，质量越大的带电粒子轨迹半径越大，质量越小的轨迹半径越小。
a. 如果已知q、U、B2，又测出其半径r，可求得带电粒子的质量m=(qB_2^2 r^2)/2U，或求得其
比荷q/m=2U/(B_2^2 r^2 )。
b. 对质量有微小差别的同位素，因q相同、m不同，也可区别、分离出来。在底片上形成的若干谱线状的细条，称为质谱线。
五、回旋加速器的工作原理
1. 交变电压的周期
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πm/qB，与速率、半径均无关，运动相等的时间(半个周期)后进入电场，为了保证带电粒子每次经过狭缝时都被加速，须使狭缝两侧所加交变电压的周期等于带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动的周期，所以交变电压的周期也与粒子的速率、半径无关，由带电粒子的比荷和匀强磁场的磁感应强度决定。
带电粒子的最终能量
由r=mv/qB知，当带电粒子的运动半径最大时，其速度也最大，若D形盒半径为R，
则带电粒子的最终速度vm=BqR/m，最终动能Ekm=(q^2 B^2 R^2)/2m，与加速电压无关。
3. 粒子被加速次数的计算
粒子在回旋加速器中被加速的次数n=E_km/Uq=(qB^2 R^2)/2Um (U是加速电压)，一个周期加速两次。
4. 粒子在回旋加速器中运动的时间
在电场中运动的时间为t1=nd/(v_m/2)=BRd/U (d为两D形盒间距)，在磁场中运动的时间为t2=n/2T=(πBR^2)/2U，总时间为t=t1+t2，因为t1≪t2，一般认为在回旋加速器内的时间近似等于t2。
|