教科版選修3-1：第三章磁場(chǎng)學(xué)案6-在線瀏覽
2025-02-11 07:20本頁(yè)面
【正文】 由題圖知 a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，故 tatbtc， C、 D錯(cuò)誤，故選 B. 3． 如圖 3 所示 ， 兩個(gè)橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ，圓的直徑和正方形的邊長(zhǎng)相等 ， 兩個(gè)電子分別以相同的速度分別飛入兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域 ， 速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直 ， 進(jìn)入圓形磁場(chǎng)的電子初速度方向?qū)?zhǔn)圓心 ； 進(jìn)入正方形磁場(chǎng)的電子初速度方向垂直于邊界 ， 從中點(diǎn)進(jìn)入 ． 則下面判斷正確的是 ( ) 圖 3 A． 兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 其半徑一定相同 B． 兩電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間有可能相同 C． 進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子可能先飛離磁場(chǎng) D． 進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子可能后飛離磁場(chǎng) 答案 ABC 解析 電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力： qvB＝ mv2R，整理得 R＝mvqB，兩過(guò)程電子速度 v相同，所以半徑相同，故 A正確 ． 電子從 O點(diǎn)水平進(jìn)入磁場(chǎng)，由于它們進(jìn)入圓形磁場(chǎng)和矩形磁場(chǎng)的軌道半徑、速度是相同的，我們把圓形 磁場(chǎng)和矩形磁場(chǎng)的邊界放到同一位置如圖所示，由圖可以看出進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電子的軌跡 1，先出圓形磁場(chǎng)，再出矩形磁場(chǎng)；進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電子的軌跡 2，同時(shí)從圓形與矩形磁場(chǎng)的邊界出磁場(chǎng)；進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電子的軌跡 3，先出圓形磁場(chǎng)，再出矩形磁場(chǎng)，所以電子不會(huì)先出矩形磁場(chǎng)，即進(jìn)入圓形區(qū)域的電子一定不會(huì)后飛離磁場(chǎng)， B、 C正確， D錯(cuò)誤 ． 4 所示為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 在 O 點(diǎn)處有一放射源 ， 沿半徑方向射出速率為 v 的不同帶電粒子 ， 其中帶電粒子 1 從 A 點(diǎn)飛出磁場(chǎng) ， 帶電粒子 2 從 B 點(diǎn)飛出磁場(chǎng) ， 不考慮帶電粒子的重力 ． 則 ( ) 圖 4 A． 帶電粒子 1 的荷質(zhì)比與帶電粒子 2 的荷質(zhì)比比值為 3∶ 1 B． 帶電粒子 1 的荷質(zhì)比與帶電粒子 2 的荷質(zhì)比比值為 3∶ 1 C． 帶電粒子 1 與帶電粒子 2 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為 2∶ 1 D． 帶電粒子 1 與帶電粒子 2 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為 1∶ 2 答案 A 解析 根據(jù)題圖中幾何關(guān)系， tan 60176。＝ R/r2，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)， r＝ mvqB，聯(lián)立解得帶電粒子 1的荷質(zhì)比與帶電粒子 2的荷質(zhì)比比值為 3∶ 1，選項(xiàng) A正 確，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；帶電粒子 1與帶電粒子 2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為 t1t2＝2π3 r1π3r2＝ 2r1r2＝ 2∶ 3，選項(xiàng) C、D錯(cuò)誤 ． 題組二 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 5 所示 ， 荷質(zhì)比為 e/m 的電子垂直射入寬度為 d、 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 ，則電子能從右邊界射出這個(gè)區(qū)域 ， 至少應(yīng)具有的初速度大小為 ( ) 圖 5 A． 2eBd/m B． eBd/m C． eBd/2m D. 2eBd/m 答案 B 解析 要使電子能從右邊界射出這個(gè)區(qū)域，則有 R≥ d，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，可得 R＝ mvBe≥ d，則至少應(yīng)具有的初速度大小為 v＝ eBdm ， B正確 ． 6 所示 ， 在邊長(zhǎng)為 2a 的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 一個(gè)質(zhì)量為 m、 電荷量為 － q 的帶電粒子 (重力不計(jì) )從 AB 邊的中點(diǎn) O 以速度 v 進(jìn)入磁場(chǎng) ， 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與 AB 邊的夾角為 60176。.由 r＝ mvBq得，粒子要能從 AC邊射出，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑 rr0，解得 B 3mv3aq ，選項(xiàng) B正確 ． 題組三 帶電粒子在混合場(chǎng)或組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 7 所示 ， 在 xOy 平面內(nèi) ， 勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿 x 軸正向 ， 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于 xOy平面向里 ． 一電子在 xOy 平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 速度方向保持不變 ． 則電子的運(yùn)動(dòng)方向沿 ( ) 圖 7 A． x 軸正向 B． x 軸負(fù)向 C． y 軸正向 D． y 軸負(fù)向 答案 C 解析 電子受電場(chǎng)力方向一定水平向左，所以需要受向右的洛倫茲力才能做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則進(jìn)行判斷可 得電子應(yīng)沿 y軸正向運(yùn)動(dòng) ． 8． 如圖 8 所示 ， A板發(fā)出的電子 (重力不計(jì) )經(jīng)加速后 ， 水平射入水平放置的兩平行金屬板 M、N 間 ， M、 N 之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 電子通過(guò)磁場(chǎng)后最終打在熒光屏 P上 ， 關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng) ， 下列說(shuō)法中正確的是 ( ) 圖 8 A． 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí) ， 電子打在熒光屏的位置上升 B． 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí) ， 電子通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域所用時(shí)間不變 C． 若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大 ， 則電子打在熒光屏上的速度大小不變 D． 若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大 ， 則電子打在熒光屏上 的速度變大 答案 AC 解析 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)的加速電壓增大，加速后電子動(dòng)能增大，進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度增大，向下偏轉(zhuǎn)程度變小，位置上升，選項(xiàng) A 正確 ． 由于在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓心角變小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤 ． 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度大小不變，選項(xiàng) C 正確， D 錯(cuò)誤 ． 9
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