2025高考物理专题复习--几个模型速度选择器（共16张ppt）
文档属性
| 名称 | 2025高考物理专题复习--几个模型速度选择器（共16张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 805.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-02 07:25:52 | ||
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文档简介
(共16张PPT)
学习要点1 速度选择器
1．装置及要求
如图，两极板间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子从左侧射入，不计粒子重力。
2．带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件
3．速度选择器的特点
(1)v＝E/B , 粒子匀速直线运动
速度选择器只对选择的粒子的速度有要求，而对粒子的质量、电荷量及带电正、负无要求。
(2)当v> E/B时，粒子向F洛方向偏转，
F电恒定，且做负功，粒子的动能减小，电势能增大。
F洛变小，方向时刻改变。
(3)当v< E/B时，粒子向F电方向偏转，
F电恒定，且做正功，粒子的动能增大，电势能减小。
F洛变大，方向时刻改变。
典例1
A. 电荷量为－q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
B．电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
C．保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，则粒子仍能匀速通过场区
D．粒子以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速通过场区
C
A、B 板哪一个是电源的正极
(2)若 A、B 两板相距为 d，板间的磁场 按匀强磁场处理，磁感应强度为 B，等离子体 以速度 v 沿垂直于 B 的方向射入磁场，这个发 电机的电动势是多大
一种用磁流体发电的装置如所示。平行金属板 A、B 之间有一个很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有 大量正、负带电粒子)喷入磁场，A、B 两板间便产生电压。如果把 A、B 和用电器连接，A 、B 就是一个直流电源的两个电极。
学习要点2 磁流体发电机
由F电＝F洛得qE＝qvB，
即q U/d＝qvB，故U＝Bdv。
磁流体发电机：
典例2 (多选)如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体垂直于磁场方向射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，两板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表示数为I，下列说法正确的是( )
AC D
学习要点3 电磁流量计
1．原理
如图所示，一圆柱导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下在竖直方向发生偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差U保持稳定。
典例3 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，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，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )
A．1.3 m/s，a正、b负
B．2.7 m/s，a正、b负
C．1.3 m/s，a负、b正
D．2.7 m/s，a负、b正
A
为什么极光只在地球南北两极出现？
极光是地球周围的一种大规模放电的过程。 来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。 当他们进入极地的高层大气（大于80km）时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，能量释放产生的光芒形成围绕着磁极的大圆圈，即极光
挑战练习
从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子。这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，如图所示，对地球上的生命起到保护作用。假设所有的宇宙射线从各个方向垂直射向地球表面，那么以下说法正确的是（ ）
C
A．地磁场对宇宙射线的阻挡作
用各处都相同
B．由于南北极磁场最强，因此
阻挡作用最强
C．沿地球赤道平面垂直射来的高能正电荷向东偏转
D．沿地球赤道平面垂直射来的高能负电荷向南偏转
1．质量为m、电荷量为＋q(q>0)的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。开始时使小球位于与悬点O等高的位置A处，且细线绷紧，然后由静止释放小球，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2。
练一练
2. 如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，斜面足够长，判断物体做什么运动？
练一练
3.如图所示，质量为m、电荷量为q的小球，在倾角为α的光滑斜面上由静止开始向下运动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，若带电小球某个时刻对斜面的压力恰好为零，(重力加速度为g)问：
(1)小球带电性质如何？
(2)此时小球的速度和位移分别是多大？
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练一练
学习要点4 霍尔效应
1．定义
如图所示，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。
典例2 中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上、下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是( )
A．上表面的电势高于下表面电势
B．仅增大h时，上、下表面的电势差增大
C．仅增大d时，上、下表面的电势差减小
D．仅增大电流I时，上、下表面的电势差减小
C
学习要点1 速度选择器
1．装置及要求
如图，两极板间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子从左侧射入，不计粒子重力。
2．带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件
3．速度选择器的特点
(1)v＝E/B , 粒子匀速直线运动
速度选择器只对选择的粒子的速度有要求，而对粒子的质量、电荷量及带电正、负无要求。
(2)当v> E/B时，粒子向F洛方向偏转，
F电恒定，且做负功，粒子的动能减小，电势能增大。
F洛变小，方向时刻改变。
(3)当v< E/B时，粒子向F电方向偏转，
F电恒定，且做正功，粒子的动能增大，电势能减小。
F洛变大，方向时刻改变。
典例1
A. 电荷量为－q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
B．电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区
C．保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，则粒子仍能匀速通过场区
D．粒子以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速通过场区
C
A、B 板哪一个是电源的正极
(2)若 A、B 两板相距为 d，板间的磁场 按匀强磁场处理，磁感应强度为 B，等离子体 以速度 v 沿垂直于 B 的方向射入磁场，这个发 电机的电动势是多大
一种用磁流体发电的装置如所示。平行金属板 A、B 之间有一个很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有 大量正、负带电粒子)喷入磁场，A、B 两板间便产生电压。如果把 A、B 和用电器连接，A 、B 就是一个直流电源的两个电极。
学习要点2 磁流体发电机
由F电＝F洛得qE＝qvB，
即q U/d＝qvB，故U＝Bdv。
磁流体发电机：
典例2 (多选)如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体垂直于磁场方向射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，两板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表示数为I，下列说法正确的是( )
AC D
学习要点3 电磁流量计
1．原理
如图所示，一圆柱导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)在洛伦兹力作用下在竖直方向发生偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差U保持稳定。
典例3 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，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，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )
A．1.3 m/s，a正、b负
B．2.7 m/s，a正、b负
C．1.3 m/s，a负、b正
D．2.7 m/s，a负、b正
A
为什么极光只在地球南北两极出现？
极光是地球周围的一种大规模放电的过程。 来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。 当他们进入极地的高层大气（大于80km）时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，能量释放产生的光芒形成围绕着磁极的大圆圈，即极光
挑战练习
从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子。这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，如图所示，对地球上的生命起到保护作用。假设所有的宇宙射线从各个方向垂直射向地球表面，那么以下说法正确的是（ ）
C
A．地磁场对宇宙射线的阻挡作
用各处都相同
B．由于南北极磁场最强，因此
阻挡作用最强
C．沿地球赤道平面垂直射来的高能正电荷向东偏转
D．沿地球赤道平面垂直射来的高能负电荷向南偏转
1．质量为m、电荷量为＋q(q>0)的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。开始时使小球位于与悬点O等高的位置A处，且细线绷紧，然后由静止释放小球，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2。
练一练
2. 如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，斜面足够长，判断物体做什么运动？
练一练
3.如图所示，质量为m、电荷量为q的小球，在倾角为α的光滑斜面上由静止开始向下运动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，若带电小球某个时刻对斜面的压力恰好为零，(重力加速度为g)问：
(1)小球带电性质如何？
(2)此时小球的速度和位移分别是多大？
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练一练
学习要点4 霍尔效应
1．定义
如图所示，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。
典例2 中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上、下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是( )
A．上表面的电势高于下表面电势
B．仅增大h时，上、下表面的电势差增大
C．仅增大d时，上、下表面的电势差减小
D．仅增大电流I时，上、下表面的电势差减小
C
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