帶電粒子在磁場中運動六類高考題型歸類解析(i)(已修改)
2025-06-19 18:43 本頁面
【正文】 帶電粒子在磁場中運動的六類高考題型歸類解析一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中勻速圓周運動基本問題 定圓心、畫軌跡、找?guī)缀侮P(guān)系是解題的基礎(chǔ)。帶電粒子垂直于磁場進(jìn)入一勻強(qiáng)磁場后在洛倫茲力作用下必作勻速圓周運動，抓住運動中的任兩點處的速度，分別作出各速度的垂線，則二垂線的交點必為圓心；或者用垂徑定理及一處速度的垂線也可找出圓心；再利用數(shù)學(xué)知識求出圓周運動的半徑及粒子經(jīng)過的圓心角從而解答物理問題?！ 。?4天津）釷核發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為、電荷量為q，它進(jìn)入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極和間電場時，其速度為，經(jīng)電場加速后，沿方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，垂直平板電極，當(dāng)粒子從點離開磁場時，其速度方向與方位的夾角，如圖所示，整個裝置處于真空中。 ?。?）寫出釷核衰變方程； ?。?）求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R； （3）求粒子在磁場中運動所用時間。 解析:（1）釷核衰變方程 ① ?。?）設(shè)粒子離開電場時速度為，對加速過程有 ?、凇 ×Ｗ釉诖艌鲋杏小 、邸 ∮散凇ⅱ鄣?④ ?。?）粒子做圓周運動的回旋周期 ⑤ 粒子在磁場中運動時間 ⑥ 由⑤、⑥得 ⑦ 二、帶電粒子在磁場中軌道半徑變化問題 導(dǎo)致軌道半徑變化的原因有：①帶電粒子速度變化導(dǎo)致半徑變化。如帶電粒子穿過極板速度變化；帶電粒子使空氣電離導(dǎo)致速度變化；回旋加速器加速帶電粒子等。②磁場變化導(dǎo)致半徑變化。如通電導(dǎo)線周圍磁場，不同區(qū)域的勻強(qiáng)磁場不同；磁場隨時間變化。③動量變化導(dǎo)致半徑變化。如粒子裂變，或者與別的粒子碰撞；④電量變化導(dǎo)致半徑變化。如吸收電荷等。總之，由看m、v、q、B中某個量或某兩個量的乘積或比值的變化就會導(dǎo)致帶電粒子的軌道半徑變化?！。?6年全國2）如圖所示，在x＜0與x＞0的區(qū)域中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，且B1＞B2。一個帶負(fù)電的粒子從坐標(biāo)原點O以速度v沿x軸負(fù)方向射出，要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點，B1與B2的比值應(yīng)滿足什么條件？ 解析：粒子在整個過程中的速度大小恒為v，交替地在xy平面內(nèi)B1與B2磁場區(qū)域中做勻速圓周運動，軌跡都是半個圓周。設(shè)粒子的質(zhì)量和電荷量的大小分別為m和q，圓周運動的半徑分別為和r2，有
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