xx届高考物理第一轮专项复习：带电粒子在洛仑兹力作用下的运动

1 / 4 XX 届高考物理第一轮专项复习：带电粒子在洛仑兹力作用下的运动 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第 7 课时：带电粒子在洛仑兹力作用下的运动（ 2） 知识要点 ： 带电粒子在有界磁场中运动的极值问题注意下列结论，再借助数学方法分析 l、带电粒子刚好穿出磁场边界的条件是：粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切 2、当速度 v 一定时，弧长（或弦长）越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长 3、当速率 v 变化时，圆周角大的，运动时间越长 要点讲练 ： 例 1、如图，在 x 0、 y 0 的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度的方向垂直于 oxy 平面向里，大小为 B。现有一质量为 m 电量为 q 的带电粒子，在 x 轴上到原点的距离为 x0的 P 点，以平行于 y 轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于 y 轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知（） A不能确定粒子通过 y 轴时的位置 B不能确定粒子速度的大小 2 / 4 c不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间 D以上三个判断都不对 例 2、如图所示，很长的平行边界面 m、 N 与 N、 P 间距分别为 l1 与 l2，其间分别有磁感应强度为 B1 与 B2 的匀强磁场区 和 ，磁场方向均垂直纸面向里，已知 B1B2 ，一个带正电的粒子电量为 q，质量为 m，以大小为 vo的速度垂直边界面 m 与磁场方向射入 mN间磁场区，试讨论粒子速度 V。应满足什么条件，才可通过这两个磁场区，并从边界面 P射出？（不计粒子重力） 例 3、如图所示，半径 R 10cm的圆形区域边界跟 y 轴相切于坐标系原点 o，磁感强度 B，方向垂直于纸面向里，在 o处有一放射源 S，可沿纸面向各个方向射出速率均为 v106m s 的 粒子，已知 粒子的质量 m 10 -27kg，电量 q 10 -19c。 (1)画出 粒子通过磁 场空间做圆周运动的圆心的轨迹。 （ 2）求出 粒子通过磁场空间的最大偏转角 。 （ 3）再以过 o 点并垂直纸面的直线为轴旋转磁场区域，能使穿过磁场区域且偏转角最大的 粒子射到正方向的 y 轴上，则圆形磁场直径 oA至少应转过多大的角度 。 例 4、如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且3 / 4 都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径 A2A4 为边界的两个半圆形区域 、 中， A2A4与 A1A3的夹角为 60º。一质量为 m、带电量为 +q的粒子以某一速度从 区的边缘点 A1处沿与 A1A3 成 30º角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于 A2A4的方向经过圆心 o 进入 区，最后再从 A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为 t，求 区和 区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。 强化练习 1、在真空中半径 r=10 -2m的圆形区域内 ,有一磁感应强度B=的匀强磁场 ,方向如图所示 ,一批带正电的粒子以初速v0=106m/s, 从磁场边界上直径 ab 的一端 a 向着各个方向射入磁场 ,且初速方向与磁场垂直 ,已知该粒子的荷质比q/m=108c/kg, 不计粒子的重力 ,求 (1)粒子在磁场中运动的最长 时间 ;(2)若射入磁场的粒子速度改为 v0=105m/s,其它条件不变 ,试用斜线画出该批粒子在磁场中可能出现的区域 .(sin37=,cos37=) 2、据有关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有通常意义上的 “ 容器 ” 可装，而是由磁场约束带电粒子运动使之束缚在某个区域内。现按下面的简化条件来讨论这个问题：如图是一个截面为内径 R1=、外径 R2=4 / 4 的环状区域，区域内有垂直截面向里的匀强磁场已知氦核荷质比为 107c kg，磁场的磁感强度 B，不计带电粒子重力。 (1)实践证明 ，氦核在磁场区域内沿垂直于磁场方向运动速度 v 的大小与它在磁场中运动的轨道半径 r 有关，试导出 v与 r 的关系式。 （ 2）若氦核沿磁场区域的半径方向平行