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3-1__20xx__最新物理高考_第三節(jié)_帶電粒子在磁場中的運(yùn)動-預(yù)覽頁

2024-09-02 19:52 上一頁面

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【正文】 AB 弦與切線的夾角(弦切角θ)的 2倍,如圖 933 所示。圓心的確定,通常有以下兩種方法。 ( 二 ) 、洛倫茲力的方向 F 的方向既 _______于磁場 B的方向,又 _______于運(yùn)動電荷的速度 v 的方向,即 F 總是垂直于 B 和 v 所在的平面. ,伸出左手,讓姆指跟四指 ________,且處于_______,讓磁感線穿過 ________,四指指向 _______________(當(dāng)是負(fù)電荷時,四指指向與電荷運(yùn)動方向 ________)則 __________所指方向就是該電荷所受洛倫茲力的方向. ( 三 ) 、洛倫茲力與安培力的關(guān)系 ,而安 培力是導(dǎo)體中所有定向稱動的自由電荷受到的洛倫茲力的 ________. _________做功, 它不改變運(yùn)動電荷的 _________。應(yīng)特別注意“邊 界問題”以及由周期性引起的“多解問題” . 二、 考點(diǎn)知識梳理 ( 一 ) 、洛侖茲力 磁場對運(yùn)動電荷的作用力 : _______________,θ是 V、 B 之間的夾角 . , F= 0 , f=qvB ___________在磁場中才有可能受到洛倫茲力作用,靜止電荷在磁場中受到的磁場對電荷的作用力一定為 _____. 5. 洛倫茲力和安培力的關(guān)系: F 洛 是 F 安 的微觀解釋, F 安 是 F 洛 宏觀體現(xiàn)。確定半徑和給定的幾何量之間的關(guān)系是解題的基礎(chǔ),有時需要建立運(yùn)動時間 t 和轉(zhuǎn)過的圓心角α之間的關(guān)系( T2tT360t ????? 或 )作為輔助。 ( 2)半徑的確定和計算:利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的可能半徑或圓心角。 ( 3)運(yùn)動時間的確定 粒子在磁場 中運(yùn)動一周的時間為 T,當(dāng)粒子運(yùn)動的圓弧所對應(yīng)的圓心角為α?xí)r,其運(yùn)動時間可由下式表示 T?0360t ?=(或者 T???2t=)。 ( 4) 一帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的程序解題方法(三步法): ① 畫軌跡:即確定圓心,運(yùn)用幾何知識求半徑并畫出軌跡 ② 找聯(lián)系:軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動速度的聯(lián)系,偏轉(zhuǎn)角度與對應(yīng)圓心角與運(yùn)動時間的聯(lián)系,在磁場中運(yùn)動時間與周期相聯(lián)系。? =2? ; ? > 180176。由 ①②③式得 VD= 2202 VV ? 點(diǎn)評 :凡是涉及到帶電粒子的動能發(fā)生了變化,均與洛侖茲力無關(guān),因?yàn)槁鍋銎澚\(yùn)動電荷永遠(yuǎn)不做功。從入射界面這邊反向飛出,如圖 9314 所示,于是形成了多解 . 4. 運(yùn)動的重復(fù)性形成多解 帶電粒子在部分是電場,部分是磁場的空間運(yùn)動時,運(yùn)動往往具有往復(fù)性,因而形成多解 . [例題 4] 如 圖 9315 有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場 (磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B) 在長度為 L 的平行極板間 ,板間距離也為 L,板不帶電,現(xiàn)有質(zhì)量為 m,電量為 q 的帶正電粒子 (不計重力 ),從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度 V 水平射入磁場,欲使粒子不打在極板上,可采用的辦法是 A.使粒子的速度 VBqL/4m; B.使粒子的速度 V5BqL/4m; C.使粒子的速度 VBqL/m; D.使粒子速度 BqL/4mV5BqL/4m. 【思路點(diǎn)撥】本題為有界直線磁場中的勻速圓周運(yùn)動問題,難點(diǎn)是做有界磁場臨界值的判斷 .抓住兩個臨界條件是關(guān)鍵,即從左邊圖 9314 O V +q V L L 1r O? 圖 9315 邊緣出場和從右邊邊緣出場;同時注意粒子運(yùn)動的圓軌跡圓心必定在 O 點(diǎn)的正上方 . 解析 : 由左手定則判得粒子在磁場中間向上偏,而作勻速圓周運(yùn)動,很明顯,圓周運(yùn)動的半徑大于某值 r1 時粒子可以從極板右邊穿出,而半徑小于某值 r2 時粒子可從極板的左邊穿出,現(xiàn)在問題歸結(jié)為求粒子能在右邊穿出時 r 的最小值 r1 以及粒子在左邊穿出時 r 的最大值 r2,由幾何知識得:粒子擦著板從右邊穿出時,圓心在 O 點(diǎn),有: r12= L2+(r1L/2)2 解得 r1=5L/4; 又由于 r1=mV1/Bq, 得 V1=5BqL/4m ; 這種情況下有 V5BqL/4m. 粒子擦著上板從左邊穿出時,圓心在 O'點(diǎn),有 r2= L/4; 又由 r2= mV2/Bq=L/4 得 V2= BqL/4m 這種情況下 VBqL/4m.綜上可得正確答案是 A、 B. 答案 : AB 【變式訓(xùn)練 4】 一足夠長的矩形區(qū)域 abcd 內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,方向垂直 紙面向里的勻強(qiáng)磁場,矩形區(qū)域的左邊界 ad 寬為 L,現(xiàn)從 ad中點(diǎn) O 垂直于磁場射入一帶電粒子,速度大小為 v0 方向與 ad 邊夾角為 30176。分析此徑跡可知粒子 ( ) A.帶正電,由下往上運(yùn)動 B.帶正電,由上往下運(yùn)動 C.帶負(fù)電,由上往下運(yùn)動 D.帶負(fù)電,由下往上運(yùn)動 圖 9319中粗線是地磁場的磁感線,則以下相關(guān)信息正確的是( ) A.地磁場對宇宙射線具有一定的阻擋作用 B. 有些高能帶電粒子能射向地球的兩極 C. 圖中 P端表示地球的北極 D. 圖中粒子帶正電 帶電粒子以初速度 V0 從 a 點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場, 如圖 9320。電磁血流計由一對電極 a 和 b 以及磁極 N 和 S 構(gòu)成,磁極 間的磁場是均勻的。在某次監(jiān)測中,兩觸點(diǎn)的距離為,血管壁的厚度可忽略,兩觸點(diǎn)間的電勢差為 160181。時,單擺的振動周期 T 與不存在磁場時的振動周期 T0 相比較 ( ) A. TT0 B. T=T0 C. TT0 D. 因未知擺球帶電的正負(fù),無法判斷 1 如圖 9332,空間有垂直于 xOy 平面的勻強(qiáng)磁場 .t=0 的時刻,一電子以速度 v0 經(jīng)過 x軸上的 A 點(diǎn),方向沿 x 軸正方向 .A點(diǎn)坐標(biāo)為( 2R, 0),其中 R 為電子在磁場中 做圓周運(yùn)動的軌道半徑 .不計重力影響,則正確的是( ) y 軸時,速度大小仍為 v0 t=06vR? 時,第一次經(jīng)過 y 軸 y 軸坐標(biāo)為( 0, 232? R) y 軸坐標(biāo)為( 0, 232? R) 9333 所示, L L2 為兩平行的虛線, L1 上方和 L2 下方都是垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場, A、 B 兩點(diǎn)都在 L2 上,帶電粒子從 A 點(diǎn)以初 速度 v 斜向上與 L2 成30
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