帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)詳解整合訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)精華版經(jīng)典版,(已修改)
2025-05-13 00:51 本頁(yè)面
【正文】 第 2講 帶電粒子在磁 場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 2 ． 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析 ( 1) 圓心的確定：軌跡圓心 O 總是位于入射點(diǎn) A 和出射點(diǎn) B 所受洛倫茲力 F 洛 作用線的交點(diǎn)上或 AB 弦的中垂線 OO ′ 與任一個(gè) F 洛 作用線的交點(diǎn)上，如圖 4 － 2 － 1 所示． (2) 半徑的確定：利用平面幾何關(guān)系，求出軌跡圓的半徑，如 r ＝AB /(2si n θ ) ，然后再與半徑公式 r ＝m vqB聯(lián)系起來(lái)求解． (3) 運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定： t＝α360176。T . (2022 安徽高考 ) 如圖 4 － 2 － 2 所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子以速度 v 從 A 點(diǎn)沿直徑 AOB 方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò) Δ t時(shí)間從 C 點(diǎn)射出磁場(chǎng)， OC 與 OB 成 60176。 角．現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)関3，仍從 A 點(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng)，不計(jì)重力，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?( ) A.12Δ t B ． 2Δ t C.13Δ t D ． 3Δ t 【解析】 設(shè)帶電粒子以速度 v 進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為 O1，半徑為 r1，則根據(jù) q v B ＝m v2r，得 r1＝m vqB，根據(jù)幾何關(guān)系得Rr1＝ ta n φ12，且φ1＝ 60176。 . 當(dāng)帶電粒子以13v 的速度進(jìn)入時(shí)， 軌道半徑 r2＝m 13vqB＝m v3 qB＝13r1， 圓心在 O2，則Rr2＝ ta n φ22.即 ta n φ22＝Rr2＝3 Rr1＝ 3tan φ12＝ 3 . 故φ22＝ 60176。 ， φ2＝ 120176。 ；帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t＝φ360176。T ，所以Δ t2Δ t1＝φ2φ1＝21，即 Δ t2＝ 2Δ t1＝ 2Δ t，故選項(xiàng) B 正確，選項(xiàng) A 、 C 、 D 錯(cuò)誤． 【 答案 】 B 1. (2022廣東高考 )質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子 M和 N，以不同的速率經(jīng)小孔 S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)行的半圓軌跡如圖 4－ 2－ 3中虛線所示．下列表述正確的是 ( ) A． M帶負(fù)電， N帶正電 B． M的速率小于 N的速率 C．洛倫茲力對(duì) M、 N做正功 D． M的運(yùn)行時(shí)間大于 N的運(yùn)行時(shí)間 【解析】 由左手定則知 M 帶負(fù)電， N 帶正電，選項(xiàng) A 正確；帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且向心力 F 向 ＝ F 洛 ，即m v2r＝ q v B ，解得 r ＝m vqB，因?yàn)?M 、 N 的質(zhì)量、電荷量都相等，且 rM＞ rN，所以 vM＞ vN，選項(xiàng)B 錯(cuò)誤；在 M 、 N 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中， F 洛 始終與 v 垂直， F 洛 不做功，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；由 T ＝2π mqB知 M 、 N 兩粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等且在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T2，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤． 【 答案 】 A 2． (2022北京高考 )處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值 ( ) A．與粒子電荷量成正比 B．與粒子速率成正比 C．與粒子質(zhì)量成正比 D．與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比 【解析】 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期 T ＝2π mqB，該粒子運(yùn)動(dòng)等效的環(huán)形電流 I＝qT＝q2B2π m，由此可知， I∝ q2，故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤； I與速率無(wú)關(guān)，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤； I∝1m，即 I與 m 成反比，故選項(xiàng) C錯(cuò)誤； I∝ B ，選項(xiàng) D 正確． 【 答案 】 D 3. (2022太原模擬 )如圖 4－ 2－ 4所示，兩個(gè)橫截面分別
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1