3.在无光子辐射的情况下,核反应中释放的核能转化为生成新核和新粒子的动能.在此情况下可依据力学规律--动量守恒和能量守恒来计算核能及其分配关系.
●歼灭难点训练
1.爱因斯坦质能方程E=mc2,是核能计算的依据.在核反应中,反应前后若有质量亏损Δm,则可放出ΔE=Δmc2的核能.
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高考对核能知识点作为B级要求.其命题常集中于:核反应中核能释放与质能方程、动量守恒、能的转化与守恒的综合命题考查、或以核反应中核能转化为线索进行物理、化学、生物多学科的综合命题考查.在能源危机日益严重的今天,核能的利用是人们关注的社会热点,也是理科综合测试命题的重点.
6.(★★★★★)如图17-13所示,带正电的小球,电量q=1 C, 质量m=1 kg,被长L=1 m的绳子系于锥体顶端,锥体顶角为120°,此装置处于磁感应强度为B=1 T的匀强磁场中,问小球绕锥体旋转角速度ω取何值时,它可刚刚离开锥面?(g取10 m/s2)
5.(★★★★)某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场,电场方向向右(如图17-12(a)中由B到C的方向),电场变化如图(b)中E-t图象,磁感应强度变化如图(c)中B-t图象.在A点,从t=1 s(即1 s)开始,每隔2 s,有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v射出,恰能击中C点,若且粒子在AC间运动的时间小于1 s,求
图17-12
(1)图线上E0和B0的比值,磁感应强度B的方向.
(2)若第1个粒子击中C点的时刻已知为(1+Δt)s,那么第2个粒子击中C点的时刻是多少?
4.(★★★★)带电量为q的粒子(不计重力),匀速直线通过速度选择器F0(电场强度为E,磁感应强度为B1),又通过宽度为l,磁感应强度为B2的匀强磁场,粒子离开磁场时速度的方向跟入射方向间的偏角为θ,如图17-11所示.试证明:入射粒子的质量m=.
3.(★★★★)如图17-10所示,在水平正交的匀强电场和匀强磁场中,半径为R的光滑绝缘竖直圆环上,套有一个带正电的小球,已知小球所受电场力与重力相等,小球在环顶端A点由静止释放,当小球运动的圆弧为周长的几分之几时,所受磁场力最大?
2.(★★★)如图17-9所示,带电液滴从h高处自由落下,进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域,磁场方向垂直纸面,电场强度为E,磁感应强度为B.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动,则圆周运动的轨道半径R=_________.
综合上述[案例探究]例析,可以看出:要正确、迅速解答带电粒子在复合场内运动类问题,首先必须弄清物理情境,即在头脑中再现客观事物的运动全过程,对问题的情境原型进行具体抽象.从而建立起正确、清晰的物理情境.其二,考生应对物理知识有全面深入的理解.其三,熟练掌握运用数学知识是考生顺利解决物理问题的有效手段.
这里所说的复合场是指重力场、电场、磁场并存的复合场,分析方法和力学问题的分析方法基本相同,不同之处就是多了电场力和磁场力,其思路、方法与解题步骤相同,因此在利用力学的三大观点(动力学、能量、动量)分析的过程中,还要注意:
(1)洛伦兹力永远与速度垂直、不做功
(2)重力、电场力做功与路径无关,只由初末位置决定,当重力、电场力做功不为零时,粒子动能变化.因而洛伦兹力也随速率的变化而变化,洛伦兹力的变化导致了所受合外力变化,从而引起加速度变化,使粒子做变加速运动.
●歼灭难点训练
1.(★★★)如图17-8所示是等离子体发电机的示意图,磁感应强度为B,两极间距离为d,要使输出电压为U,则等离子的速度v为_________,a是电源的________极.
图17-8 图17-9
带电粒子在复合场中的运动的命题,集中融合力学、电磁学等知识,其特点构思新颖、综合性强,突出考查考生对物理过程和运动规律的综合分析能力、运用数学知识解决物理问题的能力及空间想象能力.
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