0  20250  20258  20264  20268  20274  20276  20280  20286  20288  20294  20300  20304  20306  20310  20316  20318  20324  20328  20330  20334  20336  20340  20342  20344  20345  20346  20348  20349  20350  20352  20354  20358  20360  20364  20366  20370  20376  20378  20384  20388  20390  20394  20400  20406  20408  20414  20418  20420  20426  20430  20436  20444  447090 

【评析】

实践证明,急于列式解题而忽略过程分析必然要犯经验主义的错误。分析好大有益。

12  如图10-20所示,一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块,当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块,从后表面垂直穿出时,在铜块上、下两面之间产生电势差,若铜块前、后两面间距为d,上、下两面间距为l。铜块单位体积内的自由电子数为n,电子电量为e,求铜板上、下两面之间的电势差U为多少?并说明哪个面的电势高。

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【错解】

碰撞前,粒子做匀速运动,Eq=μ(mg+Bqv)。返回时无电场力作用仍做匀速运动,水平方向无外力,竖直方向N=Bgv+mg。因为水平方向无摩擦,可知N=0,Bqv=-mg。解得E=0。

【错解原因】

错解中有两个错误:返回时,速度反向,洛仑兹力也应该改变方向。返回时速度大小应为原速度的一半。

【分析解答】

碰撞前,粒子做匀速运动, Eq=μ(mg+Bqv)。返回时无电场力作用仍做匀速运动,水平方向无外力,摩擦力f=0,所以N=0竖直方向上有Bgv

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子速度v,回旋半径R无关。因此上、下两半圆弧粒子通过所需时间相等。动能的损耗导致粒子的速度的减小,结果使得回旋半径按比例减小,周期并不改变。

【评析】

回旋加速器的过程恰好与本题所述过程相反。回旋加速器中粒子不断地被加速,但是粒子在磁场中的圆周运动周期不变。

11  如图10-19所示,空中有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场,质量为m,带电量为+q的滑块沿水平向右做匀速直线运动,滑块和水平面间的动摩擦因数为μ,滑块与墙碰撞后速度为原来的一半。滑块返回时,去掉了电场,恰好也做匀速直线运动,求原来电场强度的大小。

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【分析解答】

首先根据洛仑兹力方向,(指向圆心),磁场方向以及动能损耗情况,判定粒子带正电,沿abcde方向运动。

再求通过上、下两段圆弧所需时间:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动

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的回旋周期与回旋半径成正比,因为上半部分径迹的半径较大,所以所需时间较长。

【错解原因】

错误地认为带电粒子在磁场中做圆周运动的速度不变,由周期公式

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【错解】

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【错析】

由于洛伦兹力总是垂直于速度方向,若已知带电粒子的任意两个速度方向,就可以通过作出两速度的垂线,找出两垂线的交点即为带电粒子做圆周运动的圆心。

10  如图10-18所示,带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动。径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧,中间是一块薄金属片,粒子穿过时有动能损失。试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长?(粒子重力不计)

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带电粒子在磁场中做匀速圆周运动

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同步练习册答案