《物理總第九章 磁場(chǎng) 9-2-2 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理總第九章 磁場(chǎng) 9-2-2 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)（23頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)0101020203030404備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練 課堂互動(dòng)課堂互動(dòng) 題組剖析題組剖析 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 課堂互動(dòng)課堂互動(dòng) (1)如何確定“圓心” 由兩點(diǎn)和兩線確定圓心 ?vvBNMO由一點(diǎn)和三線確定圓心 ? (2)如何確定“半徑” 方法一:物理方程求解.半徑Rmv/Bq;方法二:幾何方法求解.一般由數(shù)學(xué)知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)計(jì)算來(lái)確定. (3)如何確定“圓心角與時(shí)間” vvBNMO圓心角速度的偏向角弦切角2.易錯(cuò)辨析vBNMO軌道圓的“三個(gè)確定” 課堂互動(dòng)課堂互動(dòng)帶電粒子在不同邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖所示)。課堂互動(dòng)課堂互動(dòng)(

2、2)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)。課堂互動(dòng)課堂互動(dòng)(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示)。題組剖析題組剖析典例 (2017全國(guó)卷，18)如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)，大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場(chǎng)，若粒子射入速率為v1，這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為v2，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上，不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用，則v2v1 為()轉(zhuǎn)到解析A. 32 B. 21 C. 31 D3 2 題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題解析 根據(jù)作圖分析可知，當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半

3、個(gè)圓周時(shí)，打到圓形磁場(chǎng)邊界的位置距 P 點(diǎn)最遠(yuǎn)，則當(dāng)粒子射入的速率為 v1，軌跡如圖甲所示，設(shè)圓形磁場(chǎng)半徑為 R，由幾何知識(shí)可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為 r1Rcos 6012R；若粒子射入的速率為 v2，軌跡如圖乙所示，由幾何知識(shí)可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為 r2Rcos 3032R；根據(jù)軌道半徑公式 rmvqB可知，v2v1r2r1 31，故選項(xiàng) C 正確。答案 C 1.兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。若不計(jì)粒子的重力，則下列說(shuō)法正確的是()Aa粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電Ba粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大Cb粒子的動(dòng)能

4、較大Db粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)到解析解析 由左手定則可知，a 粒子帶負(fù)電，b 粒子帶正電，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由 qvBmv2r得rmvqB，故運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑越大，對(duì)應(yīng)的速率越大，所以 b 粒子的速率較大，在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；由 Ek12mv2可得 b 粒子的動(dòng)能較大，選項(xiàng) C 正確；由 T2mqB知兩者的周期相同，b 粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角小于 a 粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角，所以 b 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。 答案 C 題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題題組剖析題組剖析2如圖甲所示有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度與圖乙所示圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑相等，一不計(jì)重

5、力的粒子從左邊界的M點(diǎn)以一定初速度水平向右垂直射入磁場(chǎng)，從右邊界射出時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了 角；該粒子以同樣的初速度沿半徑方向垂直射入磁場(chǎng)，射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了2 角。已知磁場(chǎng)、的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1、B2，則B1與B2的比值為()A2cos Bsin Ccos Dtan 轉(zhuǎn)到解析題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題解析 設(shè)有界磁場(chǎng)寬度為 d，則粒子在磁場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖甲、乙所示，由洛倫茲力提供向心力知 Bqvmv2r，得 Bmvrq，由幾何關(guān)系知 dr1sin ，dr2tan ，聯(lián)立得B1B2cos ，選項(xiàng) C 正確。 答案 C 題組剖析題組剖析3(2016全國(guó)卷，18)一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)

6、度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所示。圖中直徑MN的兩端分別開(kāi)有小孔，筒繞其中心軸以角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在該截面內(nèi)，一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi)，射入時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與MN成30角。當(dāng)筒轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒。不計(jì)重力。若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為()轉(zhuǎn)到解析A.3B B.2B C.B D.2B 題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題A磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為dkv B磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為vkd C同一時(shí)刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時(shí)間差為7d6v D同一時(shí)刻發(fā)射出的帶電粒子打到板上的最大時(shí)間差為kd6v 題組剖析題組剖析4(多選)如圖，一粒子發(fā)射源P位于

7、足夠長(zhǎng)絕緣板AB的上方d 處，能夠在紙面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為v、比荷為k的帶正電的粒子，空間存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不考慮粒子間的相互作用和粒子重力。已知粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小恰好為d，則()轉(zhuǎn)到解析題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)(1)四個(gè)點(diǎn)： 入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、軌跡圓心和入射速度直線與出射速度直線的交點(diǎn)(2)三個(gè)角： 速度偏轉(zhuǎn)角、圓心角、弦切角，其中偏轉(zhuǎn)角等于圓心角，也等于弦切角的2倍 帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的常用幾何關(guān)系備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)到解析備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)回原題備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練【備選訓(xùn)練2】 如圖(a)所示，在以直角

8、坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直xOy所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶電粒子由磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)A處，以速度v0沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，粒子恰好能從磁場(chǎng)邊界與y軸正半軸的交點(diǎn)C處，沿y軸正方向射出磁場(chǎng)，不計(jì)帶電粒子所受重力 (1)a.粒子帶何種電荷；b.求粒子的比荷. (2)若磁場(chǎng)的方向和所在空間的范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽，該 粒子仍從A處以相同的速度射入磁場(chǎng)，粒子射出磁場(chǎng)時(shí)速度的方向相對(duì)于入 射方向改變了角，如圖(b)所示，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小 F安安F安安轉(zhuǎn)到解析備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練F安安F安安轉(zhuǎn)回原題備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練【備選訓(xùn)練3】 （2016四川理綜，4）如圖15所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tb，當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tc，不計(jì)粒子重力。則（）A.vb vc1 2，tb tc2 1 B.vb vc2 2，tb tc1 2C.vb vc2 1，tb tc2 1 D.vb vc1 2，tb tc1 2轉(zhuǎn)到解析備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)回原題