新課標(biāo)人教版1-1選修一24磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用同步試題1(存儲(chǔ)版)
【正文】 x軸上 A點(diǎn)離開磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生的偏轉(zhuǎn)角 ?1 120? ? 。求 v0 在什么范圍內(nèi)，粒子能從磁場(chǎng)內(nèi)射出？ 圖 3 分析：粒子射 入磁場(chǎng)后受到洛侖茲力的作用，將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在入射點(diǎn)的正上方。 例 4. 如圖 4 所示，在 x 軸上方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為 E，方向豎直向下。 。由幾何關(guān)系可得 r r d l r d ld22 22 2222 4? ???? ??? ? ? ?， 因此粒子從右邊射出必須滿足的條件是 r r?2 ，即 v d l qBdm02 244? ?( ) 所以當(dāng) v Bdqm0 4?或 v d l qBdm02 244? ?( )時(shí)，粒子可以從磁場(chǎng)內(nèi)射出。 3. 臨界狀態(tài)不惟一 帶電粒子在洛侖茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此穿越磁場(chǎng)的軌跡可能有多種情況。若帶電粒子帶正 電，進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為 O2 ，粒子向 y 軸偏轉(zhuǎn)，并從 B 點(diǎn)離開磁場(chǎng)。 解析 ： 由左手定則判得粒子在磁場(chǎng)中間向上偏，而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，很明顯，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于某值 r1 時(shí)粒子可以從極板右邊穿出，而半徑小于某值 r2時(shí)粒子可從極板的左邊穿出，現(xiàn)在問(wèn)題歸結(jié)為求粒子能在右邊穿出時(shí) r的最小值 r1以及粒 子在左邊穿出時(shí) r 的最大值 r2，由幾何知識(shí)得： 粒子擦著板從右邊穿出時(shí)，圓心在 O 點(diǎn)，有： r12＝ L2+（ r1L/2） 2得 r1=5L/4， 又由于 r1=mv1/Bq 得 v1=5BqL/4m，∴ v5BqL/4m 時(shí)粒子能從右邊穿出。則電子的質(zhì)量是 ，穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是 。它在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為 O″ ，半徑為 R。經(jīng)歷時(shí)間由Bqmt ??得出。的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于 y 軸射出第一象限。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn) O以與 MN 成 30176。 【例 2】 半導(dǎo)體靠自由電子（帶負(fù)電）和空穴（相當(dāng)于帶正電）導(dǎo)電，分為 p 型和 n型兩種。當(dāng)剛進(jìn)入的正負(fù)離子受的洛倫茲力與電場(chǎng)力等值反向時(shí)，達(dá)到最大電壓： U=Bdv。一般是利用幾何知識(shí)解直角三角形求出； ③ 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定。 帶電粒子在 磁場(chǎng) 一、運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 只有磁場(chǎng)時(shí)，若帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度與磁場(chǎng)平行，則不受洛倫茲力作用，帶電粒子仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)；只有當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，粒子在洛倫茲力作用下才做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。因?yàn)?vf? ，只要畫出軌跡中的任意兩點(diǎn)（一般是射入與射出有界磁場(chǎng)的兩點(diǎn)）的洛倫茲力的方向，其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心； ② 半徑的計(jì)算。正、負(fù)極板間會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。在外電路斷開時(shí)最終將達(dá)到平衡態(tài)。 【例 3】 如圖直線 MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 【例 4】 一個(gè)質(zhì)量為 m 電荷量為 q的帶電粒子從 x 軸上的 P（ a， 0） 點(diǎn)以速度 v，沿與 x 正方向成 60176。偏角可由Rr?2tan?求出。 解析 ：電子所受重力不計(jì)。 注意，這里射出速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)不再是寬度線段的中點(diǎn)，這點(diǎn)與帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)結(jié)論不同！ 【例 8】 如圖所示，一束電子（電量為 e）以速度 v 垂直射入磁感強(qiáng)度為B，寬度為 d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是 30176。如已知帶電粒子的質(zhì)量 m和電量 e， 若要帶電粒子能從磁場(chǎng)的右邊界射出，粒子的速度 v必須滿足什么條件？這時(shí)必須滿足 r=mv/Bed，即 vBed/m. 【例 9】 長(zhǎng)為 L 的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，磁感強(qiáng)度為 B，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(jì)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(chǎng)，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。質(zhì)量為 m， 電量大小為 q 的帶電粒子在 xOy 平面里經(jīng)原點(diǎn) O射入磁場(chǎng)中，初速度 v0 與 x軸夾角 ?? ?60 ，試分析計(jì)算： 圖 1 （ 1）帶電
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