《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第2講 磁場(chǎng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第2講 磁場(chǎng) 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件（56頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、-2-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備-3-網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要點(diǎn)必備1.掌握“兩個(gè)磁場(chǎng)力”(1)安培力:F=,其中為B與I的夾角。(2)洛倫茲力:F=,其中為B與v的夾角。2.帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3.用準(zhǔn)“兩個(gè)定則”(1)對(duì)電流的磁場(chǎng)用安培定則。(2)對(duì)安培力和洛倫茲力用左手定則。BILsin qvBsin -4-1234AC-5-1234考點(diǎn)定位:磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)的疊加命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn):物理觀念、科學(xué)思維解題思路與方法:先利用右手定則判斷通電導(dǎo)線各自產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度,然后再利用矢量疊加的方式求解各個(gè)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度。-6-12342.(2017全國(guó)卷)如圖,虛線所示

2、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()C-7-1234考點(diǎn)定位:帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn):科學(xué)思維解題思路與方法:此題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;解題時(shí)必須要畫出粒子運(yùn)動(dòng)的草圖,結(jié)合幾何關(guān)系找到粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑。-8-1234-9-12343.(2016全國(guó)卷)平

3、面OM和平面ON之間的夾角為30,其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q(q0)。粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場(chǎng),速度與OM成30角。已知該粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn),并從OM上另一點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力。粒子離開磁場(chǎng)的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為()D-10-1234考點(diǎn)定位:帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn):科學(xué)思維-11-1234-12-12344.(多選)(2015全國(guó)卷)有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和,中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是中的k

4、倍。兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)。與中運(yùn)動(dòng)的電子相比,中的電子()A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍B.加速度的大小是中的k倍C.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是中的k倍D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與中的相等考點(diǎn)定位:帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)命題能力點(diǎn):側(cè)重考查理解能力和分析綜合能力物理學(xué)科素養(yǎng)點(diǎn):科學(xué)思維解題思路與方法:本題主要是理解帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,然后用圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)就可以解決。AC-13-1234-14-1234【命題規(guī)律研究及預(yù)測(cè)】 分析高考試題可以看出,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)幾乎是每年必考的內(nèi)容,考查內(nèi)容主要有磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的

5、運(yùn)動(dòng)等,由于此類問(wèn)題考查考生的空間想象能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力,綜合性較強(qiáng)。一般以選擇題或計(jì)算題的形式命題考查。在2019年的備考過(guò)程中要強(qiáng)化訓(xùn)練帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡草圖的畫法。-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)的性質(zhì)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(H)規(guī)律方法磁場(chǎng)性質(zhì)分析的兩點(diǎn)技巧1.判斷電流磁場(chǎng)要正確應(yīng)用安培定則,明確大拇指、四指及手掌的放法。2.分析磁場(chǎng)對(duì)電流的作用要做到“一明、一轉(zhuǎn)、一分析”。-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二【典例1】 (2018河北“名校聯(lián)盟”質(zhì)量監(jiān)測(cè))如圖所示,邊長(zhǎng)為l,質(zhì)量為m的等邊三角形導(dǎo)線框用絕緣細(xì)線懸掛于天花板,導(dǎo)線框中通一逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?圖中虛

6、線過(guò)ab邊中點(diǎn)和ac邊中點(diǎn),在虛線的下方有一垂直于導(dǎo)線框向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,此時(shí)導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)線中的拉力為F1;保持其他條件不變,現(xiàn)將虛線下方的磁場(chǎng)移至虛線上方,此時(shí)細(xì)線中拉力為F2。導(dǎo)線框中的電流大小為()A-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二1.(多選)(2017全國(guó)卷)如圖,三根相互平行的固定長(zhǎng)直導(dǎo)線L1、L2和L3兩兩等距,均通有電流I,L1中電流方向與L2中的相同,與L3中的相反,下列說(shuō)法正確的是()A.L1所受磁場(chǎng)作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場(chǎng)作用力的方向與L1、L2所在平面垂直C.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比

7、為D.L1、L2和L3單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為BC-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析 利用同向電流相互吸引,異向電流相互排斥,受力分析如下設(shè)任意兩導(dǎo)線間作用力大小為F,則L1受合力F1=2Fcos60=F,方向與L2、L3所在平面平行;L2受合力F2=2Fcos60=F,方向與L1、L3所在平面平行;L3所受合力F3=2Fcos30= ,方向與L1、L2所在平面垂直;故選B、C。-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二2.(2018湖南常德期末)在絕緣圓柱體上a、b兩個(gè)位置固定有兩個(gè)金屬圓環(huán),當(dāng)兩環(huán)通有圖示電流時(shí),b處金屬圓環(huán)受到的安培力為F1;若將b處金屬圓環(huán)移動(dòng)至位置c,則通有電流為I2的金屬圓環(huán)受到的安培力

8、為F2。今保持b處于金屬圓環(huán)原來(lái)位置不變,在位置c再放置一個(gè)同樣的金屬圓環(huán),并通有與a處金屬圓環(huán)同向、大小為I2的電流,則在a位置的金屬圓環(huán)受到的安培力()A.大小為|F1-F2|,方向向左B.大小為|F1-F2|,方向向右C.大小為|F1+F2|,方向向左D.大小為|F1+F2|,方向向右A-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析 當(dāng)金屬圓環(huán)在b處時(shí),兩個(gè)圓形線圈的電流的環(huán)繞方向相反,所以兩個(gè)線圈之間存在排斥力,這一對(duì)引力是作用力與反作用力,大小相等,方向相反,所以b處對(duì)a的力為F1,同理,當(dāng)金屬圈在c位置時(shí),對(duì)a的力為F2;當(dāng)保持b處金屬圈位置不變,在位置c再放置一個(gè)同樣的金屬圓環(huán),并通有與a處金屬圓環(huán)同

9、向、大小為I2的電流,b處對(duì)a處金屬圈的力為F1,方向向左,此時(shí)c處對(duì)a的力與之前相反,方向向右,大小為F2,即在a位置的金屬圓環(huán)受到的安培力為|F1-F2|,方向向左。故A正確。-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二3.(多選)(2018湖北十堰調(diào)研)如圖所示,三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線A、B、C互相平行,其橫截面積為等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),三根導(dǎo)線中通入的電流大小相等,且A、C中電流方向垂直于紙面向外,B中電流方向垂直于紙面向內(nèi);已知通電導(dǎo)線在其周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,其中I為通電導(dǎo)線的電流強(qiáng)度,r為到通電直導(dǎo)線的距離,k為常量。下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)線A所受磁場(chǎng)作用力的方向與導(dǎo)線B、C所在平面垂直B.導(dǎo)線

10、B所受磁場(chǎng)作用力的方向與導(dǎo)線A、C所在平面垂直C.導(dǎo)線A、B單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為12D.導(dǎo)線A、B單位長(zhǎng)度所受的磁場(chǎng)作用力大小之比為BC-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題型題型1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)及其臨界、極值問(wèn)題帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)及其臨界、極值問(wèn)題(H)解題策略策略1:解題時(shí)應(yīng)注意洛倫茲力永不做功的特點(diǎn),明確半徑公式、周期公式,正確畫出運(yùn)動(dòng)軌跡草圖。策略2:解決帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,關(guān)鍵在于運(yùn)用動(dòng)態(tài)思維,尋找臨界點(diǎn),確定臨界狀態(tài),根據(jù)粒子的速度方向找出半徑方向,同時(shí)由磁場(chǎng)邊界和題設(shè)條件畫好軌跡,定好圓心,

11、建立幾何關(guān)系。粒子射出或不射出磁場(chǎng)的臨界狀態(tài)是粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)邊界相切。-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二【典例2】 (2018安徽黃山一質(zhì)檢)如圖所示,在半個(gè)空間中分布一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(垂直紙面并指向紙面內(nèi))。磁場(chǎng)邊界為MN(垂直紙面的一個(gè)平面)。在磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)有一點(diǎn)電子源(輻射發(fā)射源)S,向四面八方均勻、持續(xù)不斷地發(fā)射電子。這里僅考慮電子源所在的平面內(nèi),由電子源發(fā)射的電子,不計(jì)電子間的相互作用,并設(shè)電子源離界面MN的垂直距離為L(zhǎng)。(1)點(diǎn)源S發(fā)射的電子,其速度達(dá)多大時(shí),界面MN上將有電子逸出?(2)若電子速度為,求從界面MN上逸出的電子數(shù)占總發(fā)射電子數(shù)的比例。-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二思維點(diǎn)撥考慮恰好

12、有粒子從邊界射出的臨界情況,畫出運(yùn)動(dòng)軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系得到軌道半徑,根據(jù)牛頓第二定律列式分析即可。-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二可得速度方向在角內(nèi)的電子都可以從MN邊界射出,由幾何知識(shí)有=60;又點(diǎn)電子源S向四面八方均勻地,持續(xù)不斷地發(fā)射電子,故逸出的電子數(shù)占總發(fā)射電子數(shù)的比例為-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二4.(2018安徽安慶二模)如圖所示,正方形虛線框ABCD邊長(zhǎng)為a,內(nèi)有垂直于線框平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從AB邊中點(diǎn)P垂直AB邊以初速度v0射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),不計(jì)粒子重力,則下列判斷正確的是 ()C-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二5

13、.(多選)(2018湖北十堰調(diào)研)如圖所示,有一垂直于紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其邊界為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形(邊界上有磁場(chǎng)),A、B、C為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。今有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),以速度從AB邊上的某點(diǎn)P既垂直于AB邊又垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng),然后從BC邊上某點(diǎn)Q射出。若從P點(diǎn)射入的該粒子能從Q點(diǎn)射出,則()BD-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二題型題型2帶電粒子在磁場(chǎng)中多解及交變磁場(chǎng)問(wèn)題帶電粒子在磁場(chǎng)中多解及交變磁場(chǎng)問(wèn)題(L)規(guī)律方法帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)形成多解的原因1.帶電粒子的電性不確定形成多解,可能出現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒

14、子的速度不確定也會(huì)形成多解。2.磁場(chǎng)方向不確定形成多解,可能出現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)軌跡。3.臨界狀態(tài)不唯一形成多解,需要根據(jù)臨界狀態(tài)的不同情況分別求解。4.圓周運(yùn)動(dòng)的周期性形成多解。-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二【典例3】如圖所示,在紙面內(nèi)有一絕緣材料制成的等邊三角形框架DEF,DEF區(qū)域外足夠大的空間中充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其方向垂直于紙面向里。等邊三角形框架DEF的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),在三角形DEF內(nèi)放置平行板電容器MN,N板緊靠DE邊,M板及DE中點(diǎn)S處均開有小孔,在兩板間緊靠M板中點(diǎn)處有一質(zhì)量為m,電荷量為q(q0)的帶電粒子由靜止釋放,如圖所示。若該粒子與三角形框架碰撞時(shí)均無(wú)能量損失,且每一次碰

15、撞時(shí)速度方向垂直于被碰的邊。不計(jì)粒子的重力。(1)若帶電粒子能夠打到E點(diǎn),求MN板間的最大電壓;(2)為使從S點(diǎn)發(fā)出的粒子最終又回到S點(diǎn),且運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,求帶電粒子從S點(diǎn)發(fā)出時(shí)的速率v應(yīng)為多大?最短時(shí)間為多少?-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二思維點(diǎn)撥(1)根據(jù)動(dòng)能定理,列出粒子的速度與電壓的關(guān)系;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑,結(jié)合等邊三角形邊長(zhǎng),畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖,結(jié)合幾何關(guān)系求得加速電場(chǎng)的電壓;(2)求出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期,根據(jù)幾何關(guān)系知,從S點(diǎn)發(fā)射出的某帶電粒子從S點(diǎn)發(fā)射到第一次返回S點(diǎn)經(jīng)歷的周期的個(gè)數(shù),從而得

16、出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二6.(多選)(2018湖南益陽(yáng)調(diào)研)如圖所示,在某空間的一個(gè)區(qū)域內(nèi)有一直線PQ與水平面成45角,在PQ兩側(cè)存在垂直于紙面且方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。位于直線上的a點(diǎn)有一粒子源,能不斷地水平向右發(fā)射速率不等的相同粒子,粒子帶正電,電荷量為q,質(zhì)量為m,所有粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中都經(jīng)過(guò)直線PQ上的b點(diǎn),已知ab=d,不計(jì)粒子重力及粒子相互間的作用力,則粒子的速率可能為()ABC-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二7.(2018江蘇徐州模擬)如圖甲所示,在0 xd的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng),在x0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方

17、向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫出)。一質(zhì)子從點(diǎn)處以速度v0沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),t=0時(shí),恰從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)按圖乙所示規(guī)律變化,以垂直于紙面向外為正方向。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為e,重力不計(jì)。-41-考點(diǎn)一考點(diǎn)二(1)求質(zhì)子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向;(2)若質(zhì)子在0 時(shí)間內(nèi)從y軸飛出磁場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;(3)若質(zhì)子從點(diǎn)M(d,0)處離開磁場(chǎng),且離開磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)相同,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小及磁場(chǎng)變化周期T。-42-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-43-考點(diǎn)一考點(diǎn)二(3)分析可知,要想滿足題目要求,則質(zhì)子在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期內(nèi)的偏轉(zhuǎn)角為60,在此過(guò)程中質(zhì)子沿x軸方向上的位移恰好等

18、于它在磁場(chǎng)中做圓周的半徑R。欲使質(zhì)子從M點(diǎn)離開磁場(chǎng),且速度符合要求,必有:n2R=d-44-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-45-考點(diǎn)一考點(diǎn)二(1)初速度v0的大小;(2)粒子出磁場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo);(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。-46-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-47-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-48-考點(diǎn)一考點(diǎn)二題型題型3磁聚焦模型問(wèn)題磁聚焦模型問(wèn)題模型建立如圖幾何圖形,若干個(gè)等半徑的圓可以交于一點(diǎn),這些圓的圓心自身也落在一個(gè)同樣大小的圓上。假設(shè)我們以此交點(diǎn)為原點(diǎn)建立一個(gè)坐標(biāo)系,作每個(gè)圓最頂端的切線,這些切線互相平行,這些切點(diǎn)剛好落在同樣大小的另一個(gè)圓上。我們可以依此圖形為基礎(chǔ),構(gòu)造一個(gè)物理上的帶電粒子運(yùn)動(dòng)模型:假設(shè)一束互相平行的帶電粒子

19、平行于x軸射來(lái),剛好從各圓的切點(diǎn)處進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng),由于其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同,各粒子將按照切點(diǎn)以右的圓周運(yùn)動(dòng),最后將匯聚于原點(diǎn)O。反之,假設(shè)從原點(diǎn)處向x軸以上各個(gè)方向發(fā)射速度相等的同種粒子,且剛好運(yùn)動(dòng)到水平方向時(shí)失去磁場(chǎng),那么這些粒子將平行于x軸向x軸負(fù)向運(yùn)動(dòng)。-49-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-50-考點(diǎn)一考點(diǎn)二【典例4】如圖,ABCD是邊長(zhǎng)為a的正方形。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以大小為v0的初速度沿紙面垂直于BC邊射入正方形區(qū)域。在正方形內(nèi)適當(dāng)區(qū)域中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電子從BC邊上的任意點(diǎn)入射,都只能從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)。不計(jì)重力,求:(1)此勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小;(2)此勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積。

20、思維點(diǎn)撥這是一個(gè)典型的利用磁場(chǎng)進(jìn)行平行運(yùn)動(dòng)帶電粒子磁聚焦的考題。-51-考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析 (1)設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。令圓弧AEC是自C點(diǎn)垂直于BC入射的電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)行軌道。電子所受到的磁場(chǎng)的作用力大小為f=ev0B,方向應(yīng)指向圓弧的圓心,因而磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直于紙面向外。圓弧AEC的圓心在CB邊或其延長(zhǎng)線上。依題意,圓心在A、C連線的中垂線上,故B點(diǎn)即為圓心,圓半徑為a,按照牛頓定律有f= ,聯(lián)立兩式得B= 。(2)由(1)中決定的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小,可知自C點(diǎn)垂直于BC入射電子在A點(diǎn)沿DA方向射出,且自BC邊上其他點(diǎn)垂直于入射的電子的運(yùn)動(dòng)軌道只能在BAEC區(qū)域中。因而,圓

21、弧AEC是所求的最小磁場(chǎng)區(qū)域的一個(gè)邊界。為了決定該磁場(chǎng)區(qū)域的另一邊界,我們來(lái)考察射中A點(diǎn)的電子的速度方向與BA的延長(zhǎng)線夾角為(不妨設(shè)00)和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時(shí),這束帶電微粒分布在0y2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。(1)從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場(chǎng)區(qū)域,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開,求電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。(2)請(qǐng)指出這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域,并說(shuō)明理由。-54-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-55-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-56-考點(diǎn)一考點(diǎn)二(2)這束帶電微粒都通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電微粒在磁場(chǎng)中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),其圓心位于其正下方的Q點(diǎn),如圖乙所示,這束帶電微粒進(jìn)入磁場(chǎng)后的圓心軌跡是如圖乙的虛線半圓,此圓的圓心是坐標(biāo)原點(diǎn)。乙