带电粒子在匀强磁场中运动PPT课件.ppt

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1、关于带电粒子在匀强磁场中的运动课件第一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月判断下图中带电粒子（电量判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向：伦兹力的大小和方向：F一、运动形式1、匀速直线运动。、匀速直线运动。2、匀速圆周运动。、匀速圆周运动。第二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月带电粒子在匀强磁场中做匀带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力就是速圆周运动，洛伦兹力就是它做圆周运动的向心力它做圆周运动的向心力学生自己推导半径和周期表达式。第三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月（3）粒子运动方向与磁场有一夹角）粒子运动方向与磁场有

2、一夹角 （大于（大于0度小于度小于90度）度）轨迹为螺线轨迹为螺线第四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月1.如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质如图，虚线上方存在无穷大的磁场，一带正电的粒子质量量m m、电量、电量q q、若它以速度、若它以速度v v沿与虚线成沿与虚线成30300 0、90900 0、1501500 0、1801800 0角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。的轨迹、并求其在磁场中运动的时间。一、有界磁场问题：第五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月入射角入射角300时时第六张，P

3、PT共五十四页，创作于2022年6月第七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月入射角入射角1500时时第八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：粒子在磁场中做圆周运动的对称规律：从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。边界的夹角相等。1、两个对称规律：、两个对称规律：第九张，PPT共五十四页，创作于2022年6月1、圆心圆心O的确定方法的确定方法 作出轨迹中两点的速度方向的作出轨迹中两点的速度方向的垂线，其延长线的交点即为圆心垂线，其延长线的交点即为圆心 有界磁场问题解题方法小

4、结有界磁场问题解题方法小结2求半径的方法：通过作图，用几何边求半径的方法：通过作图，用几何边角关系求半径角关系求半径画曲线、定圆心、定半径、找边角关系画曲线、定圆心、定半径、找边角关系第十张，PPT共五十四页，创作于2022年6月4几个规律：几个规律：偏向角偏向角=圆心角圆心角从同一直线边界射入的粒子，从同一边界从同一直线边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。射出时，速度与边界的夹角相等。在圆形磁场区域内沿径向射入的粒子，必在圆形磁场区域内沿径向射入的粒子，必沿径向射出。沿径向射出。3、求时间、求时间t的方法的方法 找出运动对应的圆心角找出运动对应的圆心角则则t=(/3600

5、)T或或t=（/2）T第十一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月1 1、如图所示，一束带电粒子（电量为、如图所示，一束带电粒子（电量为q q）以速度）以速度v v垂直垂直从从A A点射入磁感应强度为点射入磁感应强度为B B，宽度为，宽度为d d的匀强磁场中，的匀强磁场中，且与磁场的边界垂直，通过磁场时速度方向与原来入且与磁场的边界垂直，通过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是射方向的夹角是，则：，则：粒子的质量是粒子的质量是 ，通过磁场的时间是通过磁场的时间是 。vBABvd一、磁场作用下粒子的偏转第十二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例题：一个质量为例题：一个质量为m、电荷量

6、为、电荷量为q的粒子，从容器下方的小孔的粒子，从容器下方的小孔S1飘入电势差为飘入电势差为U的加速电场，然后经过的加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相的匀强磁场中，最后打到照相底片底片D上（图上（图3.6-4）。）。求粒子进入磁场时的速率。求粒子进入磁场时的速率。求粒子在磁场中运动的轨道半径。求粒子在磁场中运动的轨道半径。第十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月2回旋加速器回旋加速器 1直线加速器直线加速器 第十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月练习：回旋加速器中磁场的磁感应强度为练习：回旋

7、加速器中磁场的磁感应强度为B，D形形盒的直径为盒的直径为d，用该回旋加速器加速质量为，用该回旋加速器加速质量为m、电、电量为量为q的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：的粒子，设粒子加速前的初速度为零。求：（1）粒子的回转周期是多大？粒子的回转周期是多大？（2）高频电极的周期为多）高频电极的周期为多大？大？（3）粒子的最大动能是粒子的最大动能是多大多大？第十五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例、如图直线例、如图直线MNMN上方有磁感应强度为上方有磁感应强度为B B的匀强磁场。正、的匀强磁场。正、负带点粒子负带点粒子(质量电荷量均相同），质量电荷量均相同），从同一点从同一点O O以与以

8、与MNMN成成3030角的同样速度角的同样速度v v 射入磁场，求在磁场中运动时间射入磁场，求在磁场中运动时间比？比？MNBOv第十六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月带电粒子沿半径方向进入半径带电粒子沿半径方向进入半径为为R的圆形磁场区的圆形磁场区，转过角角出磁场出磁场。求轨道半径？画好。求轨道半径？画好辅助线（半径、速度、轨迹辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）圆的圆心、连心线）vrArvAvRO 注意：对称性，在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。第十七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月3、如图所示，在半径为、如图所示，在半径为R的圆形区域内，有一个匀强

9、的圆形区域内，有一个匀强磁场感应强度为磁场感应强度为B，一带电粒子以速度，一带电粒子以速度v0从从M点沿半径点沿半径方向射入磁场区，并由方向射入磁场区，并由N点射出，点射出，O点为圆心，点为圆心，MON=120，求粒子在磁场区的偏转半径，求粒子在磁场区的偏转半径r及粒子比及粒子比荷。（粒子重力不计）荷。（粒子重力不计）第十八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月2、如图所示，在、如图所示，在y则下列则下列说法中正确的是说法中正确的是A.A.液滴一定做匀速直线运动液滴一定做匀速直线运动B.B.液滴一定带负电液滴一定带负电C.C.电场线方向一定斜向下电场线方向一定斜向下D.D.液滴也有可能做匀

10、变速液滴也有可能做匀变速直线运动直线运动（1）直线运动的情形：）直线运动的情形：第三十二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例2 2、如图，套在足够长的绝缘直棒上的小球，其质、如图，套在足够长的绝缘直棒上的小球，其质量为量为m m，带电量，带电量+q+q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在相互垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场相互垂直，且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为强度为E E，磁感应强度为，磁感应强度为B B，小球与棒的动摩擦因数为，小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度。，求小球由静止沿棒下落的

11、最大加速度和最大速度。变化变化4：假如电场反向，判断运动：假如电场反向，判断运动情形。情形。变化变化1、小球加速度为最大加速度的一半时的速度。、小球加速度为最大加速度的一半时的速度。变化变化3、小球下滑速度为最大速度、小球下滑速度为最大速度一半时的加速度。一半时的加速度。变化2、假如 问题同变化1。第三十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月变化变化5 5、如图所示，质量是、如图所示，质量是m m的小球带有正电荷，电量的小球带有正电荷，电量为为q q，小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上。杆与，小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上。杆与水平方向成水平方向成角，与球的动摩擦因数为角，与球的

12、动摩擦因数为，此装置放，此装置放在沿水平方向、磁感应强度为在沿水平方向、磁感应强度为B B的匀强磁场中。若从的匀强磁场中。若从高处将小球无初速释放，求：小球下滑过程中加速度高处将小球无初速释放，求：小球下滑过程中加速度的最大值和运动速度的最大值。的最大值和运动速度的最大值。第三十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月变化变化6 6：如图所示，在空间存在着水平向右、场强为：如图所示，在空间存在着水平向右、场强为E E的匀强电场，同时存在着竖直向上、磁感强度为的匀强电场，同时存在着竖直向上、磁感强度为B B的匀的匀强磁场。在这个电、磁场共同存在的区域内有一足够强磁场。在这个电、磁场共同存在的

13、区域内有一足够长的绝缘杆沿水平方向放置，杆上套有一个质量为长的绝缘杆沿水平方向放置，杆上套有一个质量为m m、带电荷量为带电荷量为q q的金属环。已知金属环与绝缘杆间的动的金属环。已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为，且摩擦因数为，且mgqEmgqE。现将金属环由静止释放，设在。现将金属环由静止释放，设在运动过程中金属环所带电荷量不变。运动过程中金属环所带电荷量不变。(1)(1)试定性说明金属环沿杆的运动情况。试定性说明金属环沿杆的运动情况。(3)(3)求金属环运动的最大速度的大小。求金属环运动的最大速度的大小。(2)(2)求金属环运动的最大加速度的大小。求金属环运动的最大加速度的大小。第三十五

14、张，PPT共五十四页，创作于2022年6月变变7 7带负电的小物体带负电的小物体A A放在倾角为放在倾角为（sinsin=0.6=0.6）的绝缘斜）的绝缘斜面上。整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场面上。整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图所示。物体中，如图所示。物体A A的质量为的质量为m m，电量为，电量为-q q，与斜面间的动摩，与斜面间的动摩擦因数为擦因数为，它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。，它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体物体A A在斜面上由静止开始下滑，经时间在斜面上由静止开始下滑，经时间t t后突然在斜面区域加后突然在斜面区

15、域加上范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。磁感应强上范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。磁感应强度大小为度大小为B B，此后物体，此后物体A A沿斜面继续下滑距离沿斜面继续下滑距离L L后离开斜面。后离开斜面。物体物体A A在斜面上的运动情况如何？说明理由。在斜面上的运动情况如何？说明理由。物体物体A A在斜面上运动过程中由多少能量转化为内能在斜面上运动过程中由多少能量转化为内能？第三十六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例2、如图，、如图，PQ为一块长为为一块长为L，水平放置的绝缘平板，整个空间，水平放置的绝缘平板，整个空间存在着水平向左的匀强电场，板的右半部分还存在着

16、垂直于纸面存在着水平向左的匀强电场，板的右半部分还存在着垂直于纸面向里的有界匀强磁场，一质量为向里的有界匀强磁场，一质量为m，带电量为，带电量为q的物体，从板左的物体，从板左端端P由静止开始做匀加速运动，进入磁场后恰作匀速运动，碰由静止开始做匀加速运动，进入磁场后恰作匀速运动，碰到右端带控制开关到右端带控制开关K的挡板后被弹回，且电场立即被撤消，的挡板后被弹回，且电场立即被撤消，物体在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动，最物体在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动，最后停在后停在C点，已知点，已知PC=L/4，物体与板间动摩擦因数为，物体与板间动摩擦因数为,求：（求：（1）物体带

17、何种电荷？）物体带何种电荷？（2）物体与板碰撞前后的速度）物体与板碰撞前后的速度v1和和v2（3）电场强度）电场强度E和磁感应强度和磁感应强度B多大？多大？第三十七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例3 3、如图所示，匀强电场的场强、如图所示，匀强电场的场强E=4V/mE=4V/m，方向水平向左匀强，方向水平向左匀强磁场的磁感强度磁场的磁感强度B=2TB=2T，方向垂直于纸面向里，一个质量为，方向垂直于纸面向里，一个质量为m=1gm=1g、带正电的小物体、带正电的小物体A A从从M M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行下滑，当它滑行h=0.8mh=0.

18、8m到到N N点时离开壁做曲线运动，运动到点时离开壁做曲线运动，运动到P P点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45450 0角，设角，设P P与与M M的高度差的高度差H=1.6mH=1.6m，求，求 （1 1）A A沿壁下滑过程中摩擦力作的功。沿壁下滑过程中摩擦力作的功。（2 2）P P与与M M的水平距离。的水平距离。第三十八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例1、用绝缘细线悬吊着的带正电小球、用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动，则在匀匀强磁场中做简谐运动，则A、当小球每次通过平衡位置时，动能、当小球每次通过平衡

19、位置时，动能相同相同B、当小球每次通过平衡位置时，速度相、当小球每次通过平衡位置时，速度相同同C、当小球每次通过平衡位置时，丝、当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同线拉力相同D、撤消磁场后，小球摆动周期变化、撤消磁场后，小球摆动周期变化（2）圆周运动情形第三十九张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例2 2、如图所示，水平放置的平行金属板、如图所示，水平放置的平行金属板 ABAB间间距为距为 d d，水平方向的匀强磁场为，水平方向的匀强磁场为B B 。今有一。今有一带电粒子在带电粒子在 AB AB 间竖直平面内作半径为间竖直平面内作半径为 R R 的匀速圆周运动，则带电粒子转动方向为的

20、匀速圆周运动，则带电粒子转动方向为 时针，速率为时针，速率为 。第四十张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例3 3、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球、在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴绕竖直方向的轴O O在匀强磁场中做逆时针方向的水平在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图9 9所示，若小球运动到所示，若小球运动到A A点时，绳子突然断开，关于小点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是（）。）。A A小球

21、仍做逆时针匀速圆周运动，半小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变径不变B B小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径减小减小C C小球做顺时针匀速圆周运动，半小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变径不变D D小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小小第四十一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例4 4、在如图所示的直角坐标系中、在如图所示的直角坐标系中,坐标原点坐标原点O O处固定有处固定有正电荷正电荷,另有平行于另有平行于y y轴的匀强磁场。一个质量为轴的匀强磁场。一个质量为m m带带电量为电量为q q的微粒的微粒,恰能以恰能以y y轴上轴

22、上P P点点(0,a,0)(0,a,0)为圆心做匀速为圆心做匀速圆周运动圆周运动,其轨迹平面与其轨迹平面与xOzxOz平面平行平面平行,角速度为角速度为,旋旋转方向如图中箭头所示转方向如图中箭头所示,试求匀强的磁感应强度大小和试求匀强的磁感应强度大小和方向。方向。第四十二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例5 5、在竖直放置的光滑绝缘圆环中，套有一个带电荷量、在竖直放置的光滑绝缘圆环中，套有一个带电荷量为一为一q q、质量为、质量为m m的小环，整个装置放在如图所示的正交的小环，整个装置放在如图所示的正交电磁场中，已知电磁场中，已知E=mg/qE=mg/q当小环从大环顶无初速下滑时，

23、当小环从大环顶无初速下滑时，在滑过什么弧度时所受洛仑兹力最大？在滑过什么弧度时所受洛仑兹力最大？第四十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例1、如图所示，一个质量为、如图所示，一个质量为m、带电量为、带电量为q的正离子，在的正离子，在D处处沿着图示的方向进入磁感应强度为沿着图示的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，此磁场方的匀强磁场，此磁场方向垂直纸面向里，结果离子正好从离开向垂直纸面向里，结果离子正好从离开A点距离为点距离为d的小孔的小孔C沿沿垂直于垂直于AC的方向进入匀强电场，此电场方向与的方向进入匀强电场，此电场方向与AC平行且向平行且向上，最后离子打在上，最后离子打在B处，而处

24、，而B离离A点距离为点距离为2d（ABAC），不），不计粒子重力，离子运动轨迹始终在纸面内，求：计粒子重力，离子运动轨迹始终在纸面内，求：（1）离子）离子从从D到到B所需的时间所需的时间（2）离子到达）离子到达B处时的动能处时的动能（3）多种运动综合。）多种运动综合。第四十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例2、如图所示，在、如图所示，在x轴上方是垂直纸面向里的磁感应轴上方是垂直纸面向里的磁感应强度为强度为B的匀强磁场，在的匀强磁场，在x轴下方是方向与轴下方是方向与y轴正方向轴正方向相反的场强为相反的场强为E的匀强电场，已知沿的匀强电场，已知沿x轴方向跟坐标原轴方向跟坐标原点相距为

25、点相距为L处有一垂直于处有一垂直于x轴的屏轴的屏MN。现有一质量。现有一质量m、带电荷量为带电荷量为-q的粒子从坐标原点沿的粒子从坐标原点沿y轴正方向射入磁轴正方向射入磁场。如果想使粒子垂直打在光屏场。如果想使粒子垂直打在光屏MN上，那么：上，那么：（1）电荷从坐标原点射入时速度应为多大？）电荷从坐标原点射入时速度应为多大？（2）电荷从射入磁场到垂直打在屏上要用多少时间）电荷从射入磁场到垂直打在屏上要用多少时间？第四十五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例3 3、如图所示，在、如图所示，在y y0 0的空间中存在匀强电场，场的空间中存在匀强电场，场强沿强沿y y轴负方向；在轴负方向；

26、在y y0 0的空间中，存在匀强磁场，磁的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直场方向垂直xyxy平面（纸面）向外。一电量为平面（纸面）向外。一电量为q q、质量为、质量为m m的带正电的运动粒子，经过的带正电的运动粒子，经过y y轴上轴上y yh h处的点处的点P P1 1时速率时速率为为v v0 0，方向沿，方向沿x x轴正方向；然后，经过轴正方向；然后，经过x x轴上轴上x x2h2h处的处的 P P2 2点进入磁场，并经过点进入磁场，并经过y y轴上轴上y y2h2h处的处的P P3 3点。不计点。不计重力。求重力。求 24.（2 2）粒子到达）粒子到达P P2 2时速时速度的大小和方向。

27、度的大小和方向。（3 3）磁感应强度的大小）磁感应强度的大小。（l l）电场强度的大小。）电场强度的大小。第四十六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月例例4 4、如图所示，水平虚线上方有场强为、如图所示，水平虚线上方有场强为E1E1的匀强电场，的匀强电场，方向竖直向下，虚线下方有场强为方向竖直向下，虚线下方有场强为E2E2的匀强电场，方向的匀强电场，方向水平向右；在虚线上、下方均有磁感应强度相同的匀强水平向右；在虚线上、下方均有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外。磁场，方向垂直纸面向外。abab是一长为是一长为L L的绝缘细杆，的绝缘细杆，竖直位于虚线上方，竖直位于虚线上方，b

28、b端恰在虚线上。将一套在杆上的端恰在虚线上。将一套在杆上的带电小环从带电小环从a a端由静止开始释放，小环先加速而后匀速端由静止开始释放，小环先加速而后匀速到达到达b b端，环与杆之间的动摩擦因数端，环与杆之间的动摩擦因数v=0.3,v=0.3,环的重力不环的重力不计计,当环脱离杆后在虚线下方沿原方向作匀速直线运动当环脱离杆后在虚线下方沿原方向作匀速直线运动,求：求：(1)E1(1)E1与与E2E2的比值。的比值。(2)(2)若撤去虚线下方的电场若撤去虚线下方的电场,小环进入虚线下方后的运动小环进入虚线下方后的运动轨迹为半圆轨迹为半圆,圆周半径为圆周半径为,环从环从a a到到b b的过程中克服

29、摩擦力的过程中克服摩擦力做功做功WfWf与电场做功与电场做功WEWE之比有多大。之比有多大。第四十七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月1、速度选择器、速度选择器如图，在平行板电容器中，电场强度如图，在平行板电容器中，电场强度E和磁感应强和磁感应强度度B相互垂直。具有某一速度相互垂直。具有某一速度v的带电粒子将沿虚线的带电粒子将沿虚线通过不发生偏转，而其它速度的带电粒子将发生偏通过不发生偏转，而其它速度的带电粒子将发生偏转。这种器件能把上述速度为转。这种器件能把上述速度为v的粒子选择出来，的粒子选择出来，所以叫速度选择器。试证明带电粒子具有的速度所以叫速度选择器。试证明带电粒子具有的速度

30、v=E/B，才能沿图示的虚线通过。，才能沿图示的虚线通过。四、几种实际应用四、几种实际应用第四十八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月2、霍尔效应、霍尔效应如图，厚度为如图，厚度为h，宽度为，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感的导体板放在垂直于它的磁感应强度为应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面体板的上侧面A和下侧面和下侧面A之间会产生电势差，这种现之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差为为U，电流，电流I和和B的关系为的关系为U=KIB/d。式中的

31、比例系数。式中的比例系数K为霍尔系数。设电流为霍尔系数。设电流I是电子的定向移动形成的，电子的是电子的定向移动形成的，电子的平均定向速度为平均定向速度为v，电量为，电量为e，回答以下问题：，回答以下问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧）达到稳定状态时，导体板上侧面面A的电势的电势 下侧面下侧面A的电势（填的电势（填“高于高于”、“低于低于”或或“等于等于”）。）。（2）电子所受洛伦兹力的大小为）电子所受洛伦兹力的大小为 。（3）当导体板上下两侧之间的电势差）当导体板上下两侧之间的电势差为为U时，电子所受静电力的大小为时，电子所受静电力的大小为 （4）证明霍尔系数为）证明霍尔系数为K=1/ne

32、，其中，其中n为导体单位体积中电子的个数为导体单位体积中电子的个数。第四十九张，PPT共五十四页，创作于2022年6月、磁流体发电机、磁流体发电机（1 1）如图，一束等离子体射入两平行金属板之）如图，一束等离子体射入两平行金属板之间的匀强磁场中，导线间的匀强磁场中，导线CDCD将受到力的作用，下列将受到力的作用，下列说法正确的是说法正确的是 （）A A、等离子体从右方射入，、等离子体从右方射入，CDCD受到向左的作用力受到向左的作用力B B、等离子体从右方射入，、等离子体从右方射入，CDCD受到向右的作用力受到向右的作用力C C、等离子体从左方射入，、等离子体从左方射入，CDCD受到向左的作用

33、力受到向左的作用力D D、等离子体从左方射入，、等离子体从左方射入，CDCD受到向右的作用力受到向右的作用力第五十张，PPT共五十四页，创作于2022年6月（2）实验用磁流体发电机，两极板间距）实验用磁流体发电机，两极板间距d=20cm，磁，磁场的磁感应强度场的磁感应强度B=5T，若接入额定功率，若接入额定功率P=100W的灯的灯泡，正好正常发光，且灯泡正常发光时电阻泡，正好正常发光，且灯泡正常发光时电阻R=100，不计发电机内阻，求：，不计发电机内阻，求：等离子体的流速为多大？等离子体的流速为多大？若等离子体均为一价离子，每秒钟有多少个什么性若等离子体均为一价离子，每秒钟有多少个什么性质的离

34、子打在下极板？质的离子打在下极板？第五十一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月、电磁流量计、电磁流量计如图为电磁流量计的示意图，非磁性管直径为如图为电磁流量计的示意图，非磁性管直径为d，内有导，内有导电液体流动，在垂直液体流向的方向上加一指向纸里的匀电液体流动，在垂直液体流向的方向上加一指向纸里的匀强磁场，测得液体强磁场，测得液体a、b两点间的电势差为两点间的电势差为U，则管内导，则管内导电液体的流量电液体的流量Q=m3/s。第五十二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月5 5、高能粒子在现代高科技活动中具有广泛应用，如微观、高能粒子在现代高科技活动中具有广泛应用，如微观粒子的研究、

35、核能的生产等。粒子加速器是实现高能粒粒子的研究、核能的生产等。粒子加速器是实现高能粒子的主要途径。如图所示为环形粒子加速器的示意图，子的主要途径。如图所示为环形粒子加速器的示意图，图中实线所示环形区域内存在垂直纸面向外的大小可调图中实线所示环形区域内存在垂直纸面向外的大小可调节的匀强磁场，质量为节的匀强磁场，质量为m m，电荷量为，电荷量为q q的带正电的粒子在的带正电的粒子在环中做半径为环中做半径为R R的圆周运动。的圆周运动。A A、B B为两块中心开有小孔的极为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经板，原来电势都为零，每当粒子飞经A A板时，板时，A A板电势升高为板电势升

36、高为+U+U，B B板的电势保持为零，粒子在两板之间电场中加速，板的电势保持为零，粒子在两板之间电场中加速，每当粒子离开每当粒子离开B B板时，板时，A A板电势又突然变为零，粒子在电场板电势又突然变为零，粒子在电场的一次次加速下动能不断增大的一次次加速下动能不断增大 ，但绕行半径，但绕行半径R R却始终保持却始终保持不变。不变。（1）设）设t=0时，粒子静止在时，粒子静止在A板小孔处，在电场作板小孔处，在电场作用下开始加速，并绕行第一圈。求粒子绕行用下开始加速，并绕行第一圈。求粒子绕行n圈回圈回到到A板时获得的总动能板时获得的总动能Ek（2）为使粒子始终保持在半径为）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时，圈时，磁感应强度磁感应强度Bn应为多少？应为多少？（3）求粒子绕行）求粒子绕行n圈所需总时间（粒子通过圈所需总时间（粒子通过A、B之间的时间不计）之间的时间不计）（4）在粒子绕行的整个过程中，）在粒子绕行的整个过程中，A板电势是板电势是否可始终保持否可始终保持+U？为什么？为什么？第五十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月感谢大家观看第五十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月