教科版選修3-1：第三章磁場學(xué)案6-wenkub
2022-12-20 07:20:06 本頁面
【正文】 直于 y 軸射入電場 ， 經(jīng) x 軸上的 N 點與 x 軸正方向成θ＝ 60176。故 B正確；由于半徑未知，所以初速度無法求出， C錯誤 ． 2 所示 ， 圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場 ， 三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子 a、b、 c， 以不同的速率對準圓心 O沿著 AO方向射入磁場 ， 其運動軌跡如圖 ． 若帶電粒子只受磁場力的作用 ， 則下列說法正確的是 ( ) 圖 2 A． a 粒子動能最大 B． c 粒子速率最大 C． b 粒子在磁場中運動時間最長 D． 它 們做圓周運動的周期 TaTbTc 答案 B 解析 三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率垂直進入勻強磁場中，則運動半徑的不同，導(dǎo)致運動軌跡也不同 ． 因此運動軌跡對應(yīng)的半徑越大，則粒子的速率也越大 ． 而運動周期相同，運動時間由圓弧對應(yīng)的圓心角決定 ． 粒子在磁場中做勻速圓周運動，故洛倫茲力提供向心力，則有 Bqv＝ mv2R， R＝mv粒子的 q、 m均相同，所以 R與 v成正比，因此軌跡圓弧半徑越大，則運動速率越大，由題圖知 c 粒子速率最大， A 錯誤， B 正確 ． 粒子運動 周期為 T＝ 2πmqB ，由于帶電粒子的 q、 m均相同，所以周期相同，則軌跡圓弧對應(yīng)的圓心角越大，則運動時間越長，由題圖知 a粒子在磁場中運動的時間最長，故 tatbtc， C、 D錯誤，故選 B. 3． 如圖 3 所示 ， 兩個橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場 ，圓的直徑和正方形的邊長相等 ， 兩個電子分別以相同的速度分別飛入兩個磁場區(qū)域 ， 速度方向均與磁場方向垂直 ， 進入圓形磁場的電子初速度方向?qū)蕡A心 ； 進入正方形磁場的電子初速度方向垂直于邊界 ， 從中點進入 ． 則下面判斷正確的是 ( ) 圖 3 A． 兩電子在兩磁場中運動時 ， 其半徑一定相同 B． 兩電子在磁場中運動的時間有可能相同 C． 進入圓形磁場區(qū)域的電子可能先飛離磁場 D． 進入圓形磁場區(qū)域的電子可能后飛離磁場 答案 ABC 解析 電子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力： qvB＝ mv2R，整理得 R＝mvqB，兩過程電子速度 v相同，所以半徑相同，故 A正確 ． 電子從 O點水平進入磁場，由于它們進入圓形磁場和矩形磁場的軌道半徑、速度是相同的，我們把圓形 磁場和矩形磁場的邊界放到同一位置如圖所示，由圖可以看出進入磁場區(qū)域的電子的軌跡 1，先出圓形磁場，再出矩形磁場；進入磁場區(qū)域的電子的軌跡 2，同時從圓形與矩形磁場的邊界出磁場；進入磁場區(qū)域的電子的軌跡 3，先出圓形磁場，再出矩形磁場，所以電子不會先出矩形磁場，即進入圓形區(qū)域的電子一定不會后飛離磁場， B、 C正確， D錯誤 ． 4 所示為一圓形區(qū)域的勻強磁場 ， 在 O 點處有一放射源 ， 沿半徑方向射出速率為 v 的不同帶電粒子 ， 其中帶電粒子 1 從 A 點飛出磁場 ， 帶電粒子 2 從 B 點飛出磁場 ， 不考慮帶電粒子的重力 ． 則 ( ) 圖 4 A． 帶電粒子 1 的荷質(zhì)比與帶電粒子 2 的荷質(zhì)比比值為 3∶ 1 B． 帶電粒子 1 的荷質(zhì)比與帶電粒子 2 的荷質(zhì)比比值為 3∶ 1 C． 帶電粒子 1 與帶電粒子 2 在磁場中運動時間比值為 2∶ 1 D． 帶電粒子 1 與帶電粒子 2 在磁場中運動時間比值為 1∶ 2 答案 A 解析 根據(jù)題圖中幾何關(guān)系， tan 60176。又未加磁場時有l(wèi)＝ v0t，所以可求得荷質(zhì)比 qm＝ sin 60176。進入磁場，軌跡如圖所示 ． 由幾何關(guān)系可得： R＝ 22 L 因 qvB＝ mv2R ，得 B＝2mv0qL . (3)由 (1)可知粒子在電場中運動的時間： t1＝ Lv0 出電場運動到磁場做勻速直線運動用時： t2＝ 2v L＝ Lv0 磁場中用時： t3＝ 34T＝ 3πL4v0 總用時： t＝ t1＋ t2＋ t3＝ 3πL4v0＋ 2Lv0. 題組一 帶電粒子在有界磁場中的運動 1 所示 ， 在一矩形區(qū)域內(nèi) ， 不加磁場時 ， 不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入 ， 穿過此區(qū)域的時間為 B、 水平向外的勻強磁場 ， 帶電粒子仍以原來的初速度入射 ， 粒子飛出時偏離原方向 60176。 2πR＝ πR3 ＝ 33 πr，則運動所用時間 t＝ lv0＝ 3πr3v0；故選 D. 2. (帶電粒子在磁場中的運動 )如圖 8 所示 ， 左右邊界分別為 PP′ 、 ′ 的勻強磁場的寬度為 d， 磁感應(yīng)強度大小為 B， 方向垂直紙面向里 ． 一個質(zhì)量為 m、 電荷量為 q 的微觀粒子 ，沿圖示方向以速度 v0垂直射入磁場 ． 欲使粒子不能從邊界 ′ 射出 ， 則粒子入射速度 v0的 最大值可能是 ( ) 圖 8 B.?2＋ 2?Bqdm C.?2－ 2?Bqdm D. 2Bqd2m 答案 BC 解析 粒子射入磁場后做勻速圓周運動，由 R＝ mv0qB知，粒子的入射速度 v0越大， R
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