1.磁流體發(fā)電是一項新興技術。如圖所示,平行金屬板之間有一個很強的磁場,將一束含有大量正、負帶電粒子的的等離子體,沿圖中所示方向噴入磁場,圖中虛線框部分相當于發(fā)電機,把兩個極板與用電器相連,則( )B.若只增大金屬板間距,發(fā)電機的電動勢減小C.若只增大帶電粒子電荷量,發(fā)電機的電動勢增大D.若只增大噴入粒子的速度,發(fā)電機的電動勢增大磁流體發(fā)電機原理。洛倫茲力和電場力,考慮雙力作用的六種儀器:速度選擇器、磁流體發(fā)電機、電磁流量計、質譜儀、回旋加速器、霍爾效應。分析原理的思路就是受力分析,研究帶電粒子在洛倫茲力、電場力作用下的運動。2.科學家可以利用磁場對帶電粒子的運動進行有效控制。如圖所示,圓心為О。半徑為r的圓形區(qū)域外存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向外,磁感應強度大小為B。P是圓外一點,OP=3r。一質量為m、電荷量為q(q>0)的粒子從P點在紙面內沿著與PO成θ=60°角的方向射出,不計粒子重力。若要求粒子不能進入圓形區(qū)域,則粒子運動的速度可能為( )帶電粒子只受洛倫茲力下的勻速圓周運動,作圖為第一要務,作圖有技巧,需要多思考。直接作圖法、先主圖后輔助、草圖看條件、動圓找規(guī)律。作圖,圓弧軌跡與無磁場的圓形區(qū)域分別外切、內切,切點和軌跡圓圓心、空心圓圓心,三點共線。找?guī)缀侮P系求對應的半徑,再算速度,為了不進入圓形區(qū)域,速度的范圍是小于下限,大于上限。走極端不走中間,高不成低不就最難受,能量大了改造世界,能量小了改造地球,就怕半瓶醋,活得比較憋卻。3.如圖所示,一個質量為m、電荷量為q的帶負電的粒子(粒子的重力不計),從x軸正方向上的P點以速度v沿與x軸成60°的方向射入第一象限內的勻強磁場中,并恰好垂直于y軸正方向射出第一象限。已知OP=a,則帶電粒子在磁場中做勻速圓周的半徑r及勻強磁場的磁感應強度B的大小分別為( )先主后輔,畫出整圓,從里邊截取符合題意的圓弧,再補上坐標系,然后找?guī)缀侮P系,求半徑及磁感應強度。本題為多選,也可以投機取巧,半徑和磁感應強度必須匹配,也可以找出正確選線。4.兩長度均為L的通電長直導線P、Q鎖定在傾角為θ的光滑絕緣斜面上,質量分別為m、3m,兩導線流入的電流大小均為I,重力加速度大小為g,其截面圖如圖所示?,F在施加一垂直斜面的勻強磁場,磁感應強度大小為B,與此同時對兩導線解除鎖定,兩導線間距離保持不變一起沿斜面向上做勻加速直線運動。下列說法正確的是C.所加磁場的磁感應強度大小滿足B>2mgsinθ/ILD.若BIL=3mgsinθ,撤去勻強磁場B的瞬間,其他條件不變,則P、Q的加速度大小之比為3:1相當于連接體的問題。受力分析,牛頓運動定律足夠解決了。多體受力分析注意方法,整體法只分析外力,隔離法所受力全部分析,與一個帶電系統處于同一勻強電場的受力問題類似。5.一種獲得高能粒子的裝置如圖所示。環(huán)形區(qū)域內存在垂直紙面向外的勻強磁施場,A、B為環(huán)形區(qū)域內兩塊中心開有小孔的極板。t=0時A板電勢為+U,B板電勢為零,質量為m、電荷量為+q的粒子在A板小孔處由靜止開始加速;粒子離開B板時,A板電勢立即變?yōu)榱?,此后粒子在環(huán)形區(qū)域內做半徑為R的圓周運動。每當粒子到達A板時,A板電勢變?yōu)椋玌,離開B板時,A板電勢變?yōu)榱?;B板電勢始終為零。如此往復,粒子在電場中一次次被加速。為使粒子在環(huán)形區(qū)域內繞行半徑不變,需不斷調節(jié)磁場的強弱。A、B板間距遠小于R,不考慮電場、磁場變化產生的影響,不考慮相對論效應的影響,不計粒子的重力。(3)在粒子繞行的整個過程中,A板電勢+U越高,粒子最終的速度就越大,你同意這種說法嗎?并說明理由。與課本上不同的回旋加速器,同樣不變的是電場加速,磁場偏轉,只不過偏轉半徑不變,速度大小變化,偏轉半徑不變,所以磁感應強度必須變化。(1)問需要注意究竟是加速了n次還是n+1次。如何分析呢?認真讀題,從A點開始又回到A點。(2)問電場中的加速時間題中未說是否考慮,但未告知兩極板間的距離,也就無法計算電場中的加速時間,因此只算磁場中的偏轉時間,求磁場中的運動時間,不能走老路了,磁感應強度也在變化,運動的周期雖然與速度無關,但是并不妨礙利用周長和速率計算周期。安培力問題受力分析還是很關鍵,帶電粒子受洛倫茲力作用的勻速圓周運動,幾何問題很關鍵,想辦法作圖,有圖就可幫助分析、思考。動圓、磁聚焦問題本節(jié)沒有涉及,若說解決思路,關鍵還是在作圖上,作圖到位就成功了絕大部分。 復習基本結束,與力學掛鉤的問題,受力分析是基本功,必須扎實,否則,下一步就無法繼續(xù),牛頓運動定律、動能定理為主要運用的規(guī)律。力學有問題,這三方面看看哪一塊遺漏,結合經典習題深度思考來突破。
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