高中人教版物理選修3-1學(xué)案：第3章-磁場(chǎng)-章末綜合提升-【含解析】(編輯修改稿)
2025-04-05 06:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，到B點(diǎn)后又以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，半徑與前者相同，以后重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，從圖中可以看出，要想經(jīng)過M點(diǎn)，OM距離應(yīng)為直徑的整數(shù)倍，即滿足2Rn＝＝l(n＝1,2,3…)。 ①R＝ ②Eqy＝mv2 ③聯(lián)立①②③可得：y＝(n＝3…)[答案] 見解析[一語(yǔ)通關(guān)] 求解帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)多解問題的技巧(1)分析題目特點(diǎn)，確定題目多解性形成原因。(2)作出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖(全面考慮多種可能性)。(3)若為周期性重復(fù)的多解問題，尋找通項(xiàng)式，若是出現(xiàn)幾種解的可能性，注意每種解出現(xiàn)的條件。2．(多選)一質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞固定的正電荷沿固定的光滑軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若磁場(chǎng)方向垂直于它的運(yùn)動(dòng)平面，且作用在負(fù)電荷上的電場(chǎng)力恰好是磁場(chǎng)力的三倍，則負(fù)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度可能是( )A． B．C． D．AC [依題中條件“磁場(chǎng)方向垂直于它的運(yùn)動(dòng)平面”，磁場(chǎng)方向有兩種可能，且這兩種可能方向相反。在方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，由左手定則可知負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向也是相反的。當(dāng)負(fù)電荷所受的洛倫茲力與電場(chǎng)力方向相同時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知4Bqv＝m，得v＝，此種情況下，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的角速度為ω＝＝；當(dāng)負(fù)電荷所受的洛倫茲力與電場(chǎng)力方向相反時(shí)，有2Bqv′＝m，v′＝，此種情況下，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的角速度為ω′＝＝，選項(xiàng)A、C正確。]帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：(1)在電場(chǎng)中①當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)方向平行時(shí)，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；②當(dāng)粒子垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。(2)在磁場(chǎng)中①當(dāng)粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)，不受洛倫茲力作用，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②當(dāng)粒子垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?！纠?】 如圖所示，在y0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E；在y0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)氕核H和一個(gè)氘H先后從y軸上y＝h點(diǎn)以相同的動(dòng)能射出，速度方向沿x軸正方向。已知H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為60176。，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場(chǎng)。H的質(zhì)量為m，電荷量為q。不計(jì)重力。求：(1)H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離；(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)大??；(3)H第一次離開磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離。[解析] (1)H在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。設(shè)H在電場(chǎng)中的加速度大小為a1，初速度大小為v1，它在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離為s1。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有s1＝v1t1 ①h＝a1t ②由題給條件，H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的方向與x軸正方向夾角θ1＝60176。H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的y分量的大小為a1t1＝v1tan θ1 ③聯(lián)立以上各式得s1＝h。 ④(2)H在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有qE＝ma1 ⑤設(shè)H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為v′1，由
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