江苏省昆山震川高级中学高三物理 有界磁场（磁聚焦）复习学案.doc

江苏省昆山震川高级中学高三物理复习学案：有界磁场（磁聚焦）例1，一带电质点，质量为m，电量为q，以平行于ox轴的速度v从y轴上的a点射入第一象限所示的区域，为了使该粒子能从x轴上的b点以速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于xy平面，磁感应强度为b的匀强磁场，若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这个圆形区域的最小面积。（重力不计）xabyoox例2：如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场b，在x轴上的o点有一粒子源，以相同的速率v垂直磁场向各个不同方向射入质量为m、电量为q 的粒子，且r=,证明：所有从圆形区域磁场中射出的粒子，其运动方向都平行x轴。例3，如图所示，平行于直角坐标系y轴的pq是用特殊材料制成的，只能让垂直打到pq界面上的电子通过其左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场，其右侧有竖直向上场强为e的匀强电场现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点o沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用已知电子的电量为e，质量为m，在oac中，oaa，60.求：(1)能通过pq界面的电子所具有的最大速度是多少；(2)在pq右侧x轴上什么范围内能接收到电子例4，可控热核聚变反应堆产生能的方式和太阳类似，因此，它被俗称为“人造太阳”热核反应的发生，需要几千万度以上的高温，然而反应中的大量带电粒子没有通常意义上的容器可装人类正在积极探索各种约束装置，磁约束托卡马克装置就是其中一种如图15所示为该装置的简化模型有一个圆环形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，已知其截面内半径为r11.0 m，磁感应强度为b1.0 t，被约束粒子的比荷为q/m4.0107 c/kg ，该带电粒子从中空区域与磁场交界面的p点以速度v04.0107 m/s沿环的半径方向射入磁场(不计带电粒子在运动过程中的相互作用，不计带电粒子的重力)(1)为约束该粒子不穿越磁场外边界，求磁场区域的最小外半径r2；(2)若改变该粒子的入射速度v，使vv0，求该粒子从p点进入磁场开始到第一次回到p点所需要的时间t.专题三 巩固练习1如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30时恰好从b点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为t；若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力) （ ）a3t b.t c.t d2t 2如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，则a如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出 （ ） b如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出 c如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d点射出d只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短3、如图所示ab是一段弯管，其中心线是半径为r的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向如图所示，有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同质量，不同速度，但都是二价正离子，下列说法中正确的是（ ）a、只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管b、只有质量一定的粒子可以沿中心线通过弯管c、只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管d、只有动能一定的粒子可以沿中心线通过弯管,4，如图所示，为电视机显像管及其偏转线圈l的示意图如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的()a电子枪发射能力减弱，电子数减小b加速电场的电压过高，电子速率偏大c偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小d偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱5不计重力的带正电粒子，质量为m，电荷量为q，以与y轴成30角的速度v0从y轴上的a点射入图9中第一象限所在区域为了使该带电粒子能从x轴上的b点以与x轴成60角的速度射出，可在适当的地方加一个垂直于xoy平面、磁感强度为b的匀强磁场，若此磁场分布在一个圆形区域内，试求这个圆形磁场区域的最小面积 6在xoy平面内有许多电子(质量为m，电荷量为e)从坐标原点o不断以相同大小的速度v0沿不同的方向射入第一象限，如图839所示现加上一个垂直于xoy平面向里的磁感应强度为b的匀强磁场，要求这些电子穿过该磁场后都能平行于x轴向x轴正方向运动，试求出符合条件的磁场的最小面积oxy7，如图,所示，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度b0.10 t，磁场区域半径r m，左侧区域圆心为o1，磁场向里，右侧区域圆心为o2，磁场向外两区域切点为c.今有质量m3.21026 kg、带电荷量q1.61019 c的某种离子，从左侧区域边缘的a点以速度v10