新課標(biāo)人教版1-1選修一24磁場對運(yùn)動電荷的作用同步試題1(更新版)
【正文】 慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成多解。圖 3 乙畫出了兩種臨界情況的軌跡示意圖。在 x軸上有一點(diǎn) P，離原點(diǎn)的距離為a。由于沒有明確粒子所在位置，討論如下： （ 1）若粒子從 y軸上由靜止釋放，在電場加速下進(jìn)入磁場做半徑為 R的勻速圓周運(yùn)動。因此粒子從左邊射出必須滿足 r r?1 。在方向相反的兩個勻強(qiáng)磁場中，由左手定則可知負(fù)電荷所受的洛侖茲力的方向也是相反的。 例 1. 如圖 1 所示，第一象限范圍內(nèi)有垂直于 xOy 平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。 帶電粒子在長足夠大的長方形磁場中的運(yùn)動時要注意臨界條件的分析。經(jīng)歷時間由Bqmt ??得出。設(shè) 粒子與圓筒內(nèi)壁碰撞 n次 （ 2?n ） ，則每相鄰兩次碰撞點(diǎn)之間圓弧所對的圓心角為 2π /（ n+1） .由幾何知識可知，離子運(yùn)動的半徑為 1tan ?? nRr ? 離子運(yùn)動的周期為qBmT ?2?，又 rvmBqv 2? ， 所以離子在磁場中運(yùn)動的時間為 1tan2 ?? nvRt ?? . 【例 7】 圓心為 O、半徑為 r 的圓形區(qū)域中有一個磁感強(qiáng)度為 B、方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場，與區(qū)域邊緣的最短距離為 L 的 O＇處有一豎直放置的熒屏 MN，今有一質(zhì)量為 m 的電子以速率 v 從左側(cè)沿 OO＇方向垂直射入磁場，越出磁場后打在熒光屏上之 P點(diǎn)，如圖所示，求 O＇O A v0 B O＇ M N L A r v R v O/ O P 的長度和電子通過磁場所用的時間。畫好輔助線（半徑、速度、軌跡圓的圓心、連心線）。關(guān)鍵是找圓心、找半徑和用對稱。 注意：當(dāng)電流方向相同時，正、負(fù)離子在同一個磁場中的所受的洛倫茲力方向相同，所以偏轉(zhuǎn)方向相同。） B R ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ + － － － － ― ⑶注意在帶電粒子偏轉(zhuǎn)聚集在極板上以后新產(chǎn)生的電場的分析。所以上極板為正。 確定帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的圓心、半徑和運(yùn)動時間的方法 解決在洛倫茲力作用下帶電粒子在磁場中的勻速圓周運(yùn)動問題時，要注意以下三點(diǎn)： ① 圓心的確定。 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，因而洛倫茲力的方向仍由左手定則判定，只是注意：四指的指向?yàn)檎姾蛇\(yùn)動方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向。利用圓心角與弦切角的關(guān)系或四邊形內(nèi)角和等于360176。當(dāng)外電路斷開時，這也就是電動勢 E。 p型中空穴為多數(shù)載流子； n 型中自由電子為多數(shù)載流子。角的同樣速度 v 射入磁場（電子質(zhì)量為 m，電荷為 e），它們從磁場中射出時相距多遠(yuǎn)？射出的時間差是多少？ 解：由公式知，它們的半徑和周期是相同的。求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 和射出點(diǎn)的坐標(biāo)。 注意：由對稱性，射出線的反向延長線必過磁場圓的圓心。圓弧段軌跡 AB 所對的圓心角為θ，電子越出磁場后做速率仍為 v 的勻速直線運(yùn)動， 如圖 4所示，連結(jié) OB， ∵ △ OAO″≌ △ OBO″ ，又 OA⊥ O″ A，故 OB⊥ O″ B，由于原有 BP⊥ O″B，可見 O、 B、 P 在同一直線上，且∠ O＇ OP=∠ AO″ B=θ ，在直角三角形 ＯＯ ＇ P 中， O＇P=（ L+r） tanθ ，而)2(tan1)2tan(2tan2 ????? ， Rr?)2tan(? ，所以求得 R 后就可以求出 O＇ P 了，電子經(jīng)過磁場的時間可用 t= VRVAB ?? 來求得。 解析：電子在磁場中運(yùn)動，只受洛侖茲力作用，故其軌跡是圓弧的一部分，又因?yàn)?f⊥ v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛侖茲力指向交點(diǎn)上，如圖中的 O 點(diǎn) ，由幾何知識知， AB 間圓心角 θ ＝ 30176。 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 ∴ v2BqL/4m 時粒子能從左邊穿出。不論粒子帶何種電荷，其運(yùn)動軌道半徑均為 R mvBq? 0。 例 3. 如圖 3 甲所示， A、 B 為一對平行板，板長為 l ，兩板距離為 d ，板間區(qū)域內(nèi)充滿著勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向垂直紙面向里，一個質(zhì)量為 m，帶電量為 ?q 的帶電粒子以初速 v0 ，從 A、 B 兩板的中間，沿垂直于磁感線的方向射入磁場。 4. 運(yùn)動的重復(fù)性 帶電粒子在部分是磁場，部分是電場的空間運(yùn)動時，運(yùn)動往往具有重復(fù)性，因而形成多
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1