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(完整版)
【正文】 知?dú)浜速|(zhì)量為 m，電荷量為 e， PQ 與 MN 間的距離為 L，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B. （ 1）指出 a、 b、 c、 d 四點(diǎn)分別是由哪種粒子留下的痕跡 ?（不要求寫出判斷過程） （ 2）求出氫核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑； （ 3）反氫核在 MN 上留下的痕跡與氫核在 MN 上留下的痕跡之間的距離是多少 ? 4．如圖所示， 在 y＜ 0 的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于 xy 平面并指向紙里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 （質(zhì)量為 m、電荷量為 q）以速度 v0從 O 點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在 xy 平面內(nèi)，與 x 軸正向的夾角為 θ .求： （ 1）該粒子射出磁場(chǎng)的位置； （ 2）該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 .（粒子所受重力不計(jì)） 參考答案 1． A :（ 1） a、 b、 c、 d 四點(diǎn)分別是反氫核、反氦核、氦核和氫核留下的痕跡 . （ 2）對(duì)氫核，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得： RvmevB 2? eBmvR? （ 3）由圖中幾何關(guān)系知： 222 2222 LBe vmeBmvLRRs do ??????? 所以反氫核與氫核留下的痕跡之間的距離 222 22222 LBe vmeBmvss doad ???? ? 4 解：（ 1）帶負(fù)電粒子射入磁場(chǎng)后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運(yùn)動(dòng)，從 A 點(diǎn)射出磁場(chǎng)，設(shè) O、 A 間的距離為 L，射出時(shí)速度的大小仍為 v，射出方向與 x 軸的夾角仍為 θ ，由洛倫茲力公式和牛頓定律可得： qv0B=m Rv20 式中 R 為圓軌道半徑，解得： R=qBmv0 ① 圓軌道的圓心位于 OA 的中垂線上，由幾何關(guān)系可得： 2L =Rsinθ ② 聯(lián)解①②兩式，得： L=qBmv ?sin2 0 所以粒子離開磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)為（ qBmv ?sin2 0， 0） （ 2）因?yàn)?T=02vR? = qBm?2 所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間， t＝qBmT )(22 22 ??? ?? ???? 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問題 帶電粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題一般有多解。 ∴ r=d/sin30176。一定要先畫好輔助線（半徑、速度及延長線）。圓筒內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B。 帶電粒子在半無界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【例 5】 一個(gè)負(fù)離子，質(zhì)量為 m，電量大小為 q，以速率 v 垂直于屏 S 經(jīng)過小孔 O射入存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中，如圖所示。先確定 圓心，畫出半徑，由對(duì)稱性知：射入、射出點(diǎn)和圓心恰好組成正三角形。試分析原因。這時(shí)電動(dòng)勢(shì)仍是 E=Bdv，但路端電壓將小于 Bdv。 【例 1】 磁流體發(fā)電機(jī)原理圖如右。當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力為帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，即 rvmqvBf 2?? 。由此得出粒子的回旋半徑：qBmvr?；回旋周期：qBmT ?2?。等離子體高速從左向右噴射，兩極板間有如圖方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 在定性分析時(shí)特別需要注意的是： ⑴正負(fù)離子速度方向相同時(shí)，在同一磁場(chǎng)中受洛倫茲力方向相反。 解：分別判定空穴和自由電子所受的洛倫 茲力的方向，由于四指指電流方向，都向右，所以洛倫茲力方向都向上，它們都將向上偏轉(zhuǎn)。所以兩個(gè)射出點(diǎn)相距 2r，由圖還可看出，經(jīng)歷時(shí)間相差 2T/3。磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的方向與離子的運(yùn)動(dòng)方向垂直 ， 并垂直于圖 1 中紙面向里 . （ 1） 求離子進(jìn)入磁場(chǎng)后到達(dá)屏 S 上時(shí)的位置與 O 點(diǎn)的距離 . （ 2） 如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過時(shí)間 t到達(dá)位置 P， 證明 :直線 OP 與離子入射方向之間的夾角 θ 跟 t 的關(guān)系是 tmqB2?? 。要使帶電粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞 多次后仍從 A點(diǎn)射出，求正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 時(shí)無能量和電量損失，不計(jì)粒子的重力。偏轉(zhuǎn)角由 sinθ =L/R 求出。 =2d，又由 r=mv/Be 得 m=2dBe/v P M N O, L A O R θ/2 θ θ/2 B P O// 又∵ AB 圓心角是 30176。形成多解的原因有： 1. 帶電粒子電性不確定 受洛侖茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電。如果題設(shè)只給出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未指出其方向，此時(shí)要考
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