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3-1__20xx__最新物理高考_第三節(jié)_帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(更新版)

  

【正文】 一形成多解 帶電粒子在洛倫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,它可能穿過(guò) 去了,也可能轉(zhuǎn)過(guò) 180176。 角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 多大?此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間 t 是多少? B 能力提升 ( 20xx 年寧夏卷 16) 醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí),利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度。角,若粒子穿過(guò) y 軸正半軸后在磁場(chǎng)中到 x 軸的最大距離為 a,則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是( ) A.a(chǎn)Bv23,正電荷 B.a(chǎn)Bv2,正電荷 C. aBv23,負(fù)電荷 D. aBv2,負(fù)電荷 1 如圖 9329 所示,長(zhǎng)方形 abcd 長(zhǎng) ad=,寬 ab=, O、 e 分別是 ad、 bc 的中點(diǎn),以 ad 為直徑的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) (邊界上無(wú)磁場(chǎng) ),磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=.一群不計(jì)重力、質(zhì)量 m=310- 7kg、電荷量 q=+210- 3C 的帶電粒子以速度 v=5102m/s 沿垂直ad 方向且垂直于磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)區(qū)域( ) A.從 Od 邊射入的粒子,出射點(diǎn)全部分布在 Oa 邊 B.從 aO 邊射入的粒子,出射點(diǎn)全部分布在 ab 邊 C.從 Od 邊射入的粒子,出射點(diǎn)分布在 Oa 邊和 ab 邊 D.從 aO 邊射入的粒子,出射點(diǎn)分布在 ab 邊和 be 邊 1 如圖 9330 所示,正方形區(qū)域 abcd 中充滿(mǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 .一個(gè)氫核從 ad 邊的中點(diǎn) m 沿著既垂直于 ad 邊又垂直于磁場(chǎng)的方向,以一定速度射入磁場(chǎng),正好從 ab 邊中點(diǎn) n 射出磁場(chǎng) .若將磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的 2 倍,其他條件不變,則這個(gè)氫核射出磁場(chǎng)9327 9328 9329 9330 的位置是 ( ) A. 在 b、 n 之間某點(diǎn) B. 在 n、 a 之間某點(diǎn) C. a 點(diǎn) D. 在 a、 m 之間某點(diǎn) 1 如圖 9331 所示,單擺的擺線是絕緣的,長(zhǎng) q,整個(gè)裝置處在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向垂直于單擺的振動(dòng)平面 .當(dāng)擺角為 5176。角射出,經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)時(shí)速度方向也斜向上,不計(jì)重力,下列說(shuō)法中正確的是( ) B 點(diǎn)時(shí)速率一定跟 A 點(diǎn)速率相同 A 點(diǎn)時(shí)初速度變大(方向不變),它仍能經(jīng)過(guò)B 點(diǎn) 9331 9332 9333 A 點(diǎn)時(shí)初速度方向改為與 L2 成 60176。使用時(shí),兩電極 a、 b 均與血管壁接觸,兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖9326 所示。如圖 9316 所示.已知粒子的電荷量為 q,質(zhì)量為 m(重力不計(jì)). ( 1)若粒子帶負(fù)電,且恰能從 d 點(diǎn)射出磁場(chǎng),求 v0 的大小; ( 2)若粒子帶正電,使粒子能從 ab 邊射出磁場(chǎng),求 v0 的取值范圍以及引范圍內(nèi)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 的范圍. 解析: ( 1)由圖 9317 可知:2LR?, 據(jù) RmvqvB 20? , 則mqB LmqB Rv 20 ??. ( 2)當(dāng) v0 最大時(shí): 260c os11 LRR ?? ? 得 R1 = L,則 mqB LmqB Rv ?? 1m ax 9316 9317 當(dāng) v0 最小值: 230sin22 LRR ?? ?, 得32 LR?, 則mqB LmqB Rv 32m in ??,mqB LvmqB L ??? 03, 帶電粒子從 ab 邊射出磁場(chǎng),當(dāng)速度為 maxv 時(shí),運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短.BqmTt 35360150m in ???, 速度為 vmin 時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng) : BqmTt 34360240m a x ???, ∴ 粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 的范圍 BqmtBqm 3465 ?? ??. 答案:mqBLv 20 ? ; BqmtBqm 3465 ?? ?? O x y V0 a b 四、考能訓(xùn)練 A 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) ( 09 年安徽卷 19) . 9318 圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片,顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿 過(guò)某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡。 ? =360186。 注意:帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱(chēng)性。圓心的確定,通常有以下兩種方法。應(yīng)特別注意“邊 界問(wèn)題”以及由周期性引起的“多解問(wèn)題” . 二、 考點(diǎn)知識(shí)梳理 ( 一 ) 、洛侖茲力 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 : _______________,θ是 V、 B 之間的夾角 . , F= 0 , f=qvB ___________在磁場(chǎng)中才有可能受到洛倫茲力作用,靜止電荷在磁場(chǎng)中受到的磁場(chǎng)對(duì)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?zhuān)?F 安 是 F 洛 宏觀體現(xiàn)。 ( 2)半徑的確定和計(jì)算:利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的可能半徑或圓心角。 ( 4) 一帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的程序解題方法(三步法): ① 畫(huà)軌跡:即確定圓心,運(yùn)用幾何知識(shí)求半徑并畫(huà)出軌跡 ② 找聯(lián)系:軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)速度的聯(lián)系,偏轉(zhuǎn)角度與對(duì)應(yīng)圓心角與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的聯(lián)系,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與周期相聯(lián)系。由 ①②③式得 VD= 2202 VV ? 點(diǎn)評(píng) :凡是涉及到帶電粒子的動(dòng)能發(fā)生了變化,均與洛侖茲力無(wú)關(guān),因?yàn)槁鍋銎澚?duì)運(yùn)動(dòng)電荷永遠(yuǎn)不做功。分析此徑跡可知粒子 ( ) A.帶正電,由下往上運(yùn)動(dòng) B.帶正電,由上往下運(yùn)動(dòng) C.帶負(fù)電,由上往下運(yùn)動(dòng) D.帶負(fù)電,由下往上運(yùn)動(dòng) 圖 9319中粗線是地磁場(chǎng)的磁感線,則以下相關(guān)信息正確的是( ) A.地磁場(chǎng)對(duì)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(chǎng), 如圖 9320。在某次監(jiān)測(cè)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(shì)差為 160
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