【优化方案】高三物理专题复习攻略 第三部分 考前第6天 磁场及带电粒子在磁场中的运动课件 新人教版（重庆专用）.ppt

考前第6天磁场及带电粒子在磁场中的运动 公式方法记心中 5 带电粒子在有界磁场中运动的处理方法 1 画圆弧 定半径从如磁场的边界点 或轨迹与磁场边界的 相切点 等临界点入手 充分应用圆周运动相互垂直的 速度线 与 半径线 过粒子运动轨迹中任意两点m n 一般是界点 即 入点 与 出点 做与速度方向垂直的半径 两条半径的交点是圆心o 如图甲所示 做某一点m 一般是 入点 或 出点 与速度方向垂直的半径 再做m n两点连线 弦 的中垂线 其交点是圆弧轨道的圆心o 如图乙所示 过两点 一般是 入点 或 出点 的速度方向夹角 偏向角 的补角 做角平分线 角平分线上到两直线距离等于半径的点即为圆心 如图丙所示 2 确定几何关系在确定圆弧 半径的几何图形中 作合适辅助线 依据圆 三角形的特点 应用勾股定理 三角函数 三角形相似等 写出运动轨迹半径r 圆心角 偏向角 与磁场的宽度 角度 相关弦长等的几何表达式 易混易错天天清 考前预测成绩升1 如图为一 滤速器 装置的示意图 a b为水平放置的平行金属板 一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔o进入a b两板之间 为了选取某种具有特定速率的电子 可在a b间加上电压 并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场使所选电子仍能够沿水平直线oo 运动 由o 射出 不计重力作用 能达到上述目的的办法是 a 使a板电势高于b板 磁场方向垂直纸面向里b 使a板电势低于b板 磁场方向垂直纸面向里c 使a板电势高于b板 磁场方向垂直纸面向外d 使a板电势低于b板 磁场方向垂直纸面向外解析 选ad 电子带负电 若a板电势高 则电场力向上 电子所受洛伦兹力必须向下 由左手定则可知 磁场方向垂直纸面向里 若a板电势低 则电场力向下 电子所受洛伦兹力必须向上 由左手定则可知 磁场方向垂直纸面向外 a d选项正确 2 如图所示 由abcd组成的一闭合线框 其中a b c三点的坐标分别为 0 l 0 l l 0 l 0 0 整个空间处于沿y轴正方向的匀强磁场中 通入电流i 方向如图所示 关于各边所受的安培力的大小 下列说法中正确的是 a ab边与bc边受到的安培力大小相等 方向相互垂直b cd边受到的安培力最大 方向平行于xoz平面c cd边与ad边受到的安培力大小相等 方向平行于yoz平面d ad边不受安培力作用 解析 选b 由f bil可知 ab边所受的安培力大小为fab bil bc边与磁感应强度b平行 所以bc边所受的安培力为零 即fbc 0 a错误 cd边所受的安培力大小fcd bilcd 方向平行于xoz平面 ad边所受安培力fad bilabcos ado bilod 方向垂直于yoz平面 由数学知识可知lcd lod 所以b正确 c d错误 3 如图所示 mn是纸面内的一条直线 其所在空间内充满了与纸面平行的匀强电场和与纸面垂直的匀强磁场中的一种 场区都足够大 电场和磁场均不会随时间变化 现有一重力不计的带电粒子从mn上的o点以水平初速度v0射入场区 下列判断正确的是 a 若只改变粒子的水平初速度v0大小 发现粒子再回到mn上时所用的时间不变 则该空间存在的一定是磁场b 若只改变粒子的水平初速度v0大小 发现粒子再回到mn上时与其所成夹角不变 则该空间存在的一定是磁场c 如果粒子再回到mn上时速度大小不变 则该空间存在的一定是电场d 如果粒子再回到mn上时速度增大 则该空间存在的有可能是磁场 由带电粒子在直线边界磁场中运动的对称性可知 若只改变粒子的水平初速度v0大小 发现粒子再回到mn上时与其所成夹角不变 则该空间存在的一定是磁场 b正确 若该空间存在的是磁场 由于洛伦兹力不做功 故粒子回到mn上的速度大小不变 c错误 如果粒子回到mn上时速度增大 只有电场力对粒子做功 则该空间存在的一定是电场 d错误 4 如图所示 在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上 有两个质量和电荷量均相同的正负离子 不计重力 从点a以相同的速率先后射入磁场中 入射方向与边界成 角 则正负离子在磁场中 a 运动时间相同b 运动轨道的半径相同c 重新回到边界时速度的大小和方向相同d 重新回到边界的位置与a点距离相等 运动时间和轨道对应的圆心角成正比 所以正离子运动时间较长 选项a错误 由几何知识可知ab ac 选项d正确 重新回到边界时的速度的大小和方向相同 选项c正确 5 核聚变反应需要几百万度以上的高温 为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内 否则不可能发生核反应 通常采用磁约束的方法 托卡马克装置 如图所示 环状匀强磁场围成中空区域 中空区域中的带电粒子只要速度不是很大 都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内 设环状磁场的内半径为r1 0 5m 外半径r2 1 0m 磁场的磁感强度b 1 0t 若被束缚带电粒子的荷质比为q m 4 0 107c kg 中空区域内带电粒子具有各