高考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題38洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(測(cè))(含解析)_第1頁(yè)
高考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題38洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(測(cè))(含解析)_第2頁(yè)
高考物理一輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題38洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(測(cè))(含解析)_第3頁(yè)
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1、專(zhuān)題38 洛倫茲力 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(測(cè))【滿(mǎn)分:110分 時(shí)間:90分鐘】一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中18題只有一項(xiàng)符合題目要求; 912題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。)1如圖為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。由電子槍產(chǎn)生電子束,玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體,在電子束通過(guò)時(shí)能夠顯示電子的徑跡。前后兩個(gè)勵(lì)磁線(xiàn)圈之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與兩個(gè)線(xiàn)圈中心的連線(xiàn)平行。電子速度的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度可以分別通過(guò)電子槍的加速電壓U和勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流I來(lái)調(diào)節(jié)。適當(dāng)調(diào)節(jié)U和I,玻璃泡中就會(huì)出現(xiàn)電子束的圓形徑跡。下列調(diào)節(jié)方式中

2、,一定能讓圓形徑跡半徑增大的是: ( )A增大U,減小IB減小U,增大IC同時(shí)增大U和ID同時(shí)減小U和I【答案】A【名師點(diǎn)睛】根據(jù)動(dòng)能定理表示出加速后獲得的速度,然后根據(jù)洛倫茲力提供向心力推導(dǎo)出半徑的表達(dá)式;從而明確能增大軌跡的方法;本題考查了粒子在電場(chǎng)中的加速和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,正確分析出儀器的原理是關(guān)鍵。2如圖所示為一有理想邊界MN、PQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)寬度為d,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電粒子(不計(jì)重力)從MN邊界上的A點(diǎn)沿紙面垂直MN以初速度進(jìn)入磁場(chǎng),已知該帶電粒子的比荷,進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的初速度與磁場(chǎng)寬度d,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B的關(guān)系滿(mǎn)足,其中為P

3、Q上的一點(diǎn),且與PQ垂直,下列判斷中,正確的是: ( )A該帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后將向下偏轉(zhuǎn)B該帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2dC該帶電粒子打在PQ上的點(diǎn)與點(diǎn)的距離為D該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為【答案】B【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力充當(dāng)向心力,從而得出半徑公式,周期公式,運(yùn)動(dòng)時(shí)間公式,知道粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑和速度有關(guān),運(yùn)動(dòng)周期和速度無(wú)關(guān),畫(huà)軌跡,定圓心,找半徑,結(jié)合幾何知識(shí)分析解題。3如圖所示,在OA和OC兩射線(xiàn)間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng),為30,正負(fù)電子(質(zhì)量、電荷量大小相同,電性相反)以相同的速度均從M點(diǎn)以垂直于OA的方向垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),下列說(shuō)法可能正確的是: (

4、)A若正電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比可能為B若正電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比可能為C若負(fù)電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比不可能為D若負(fù)電子不從OC邊射出,正負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比可能為【答案】D【名師點(diǎn)睛】根據(jù)左手定則得出正電子向右偏轉(zhuǎn),負(fù)電子向左偏轉(zhuǎn),正電子不從OC邊射出,負(fù)電子一定不會(huì)從OC邊射出,結(jié)合圓心角的關(guān)系得出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間關(guān)系;當(dāng)負(fù)電子不從OC邊射出,抓出臨界情況,由幾何關(guān)系求出兩電子在磁場(chǎng)中的圓心角關(guān)系,從而得出運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系。4如圖在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度

5、為B/2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶負(fù)電的粒子從原點(diǎn)O以與x軸成30角斜向上射入磁場(chǎng),且在上方運(yùn)動(dòng)半徑為R則: ( )A粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)OB粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2:1C粒子完在成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí),沿x軸前進(jìn)3R【答案】D【名師點(diǎn)睛】此題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是根據(jù)軌跡的圓心角等于速度的偏向角,找到圓心角,即可由幾何知識(shí)求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間和前進(jìn)的距離;此類(lèi)題型歷來(lái)是考查的熱點(diǎn)問(wèn)題,必須要掌握其方法5如圖所示是某粒子速度選擇器截面的示意圖,在一半徑為R=10cm的圓柱形桶內(nèi)有的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向平行于軸線(xiàn),在圓柱桶某一截面直徑的

6、兩端開(kāi)有小孔,作為入射孔和出射孔,粒子束以不同角度入射,最后有不同速度的粒子束射出?,F(xiàn)有一粒子源發(fā)射比荷為的正粒子,粒子束中速度分布連續(xù)。當(dāng)角時(shí),出射粒子速度v的大小是: ( )A、 B、 C、 D、【答案】B【名師點(diǎn)睛】離子束不經(jīng)碰撞而直接從出身孔射出,即可根據(jù)幾何知識(shí)畫(huà)出軌跡,由幾何關(guān)系求出軌跡的半徑,即可由牛頓第二定律求速度。6如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面分布在半徑為R的圓內(nèi),一帶電粒子沿半徑方向從a點(diǎn)射入,b點(diǎn)射出,速度方向改變了60;若保持入射速度不變,而使磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)锽,則粒子飛出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度方向改變的角度為: ( )A30 B45 C60 D90【答案】D【解析】帶

7、電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由,得:;當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度由B變?yōu)锽時(shí),軌跡半徑變?yōu)樵瓉?lái)的倍,即:r=r設(shè)粒子原來(lái)速度的偏向角為,B變化后速度的偏向角為根據(jù)幾何關(guān)系有:, 又 =60 則得:=90,故D項(xiàng)正確。【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,關(guān)鍵是畫(huà)出粒子圓周的軌跡,往往用數(shù)學(xué)知識(shí)求軌跡半徑與磁場(chǎng)半徑的關(guān)系。7如圖所示中一個(gè)帶電粒子,沿垂直于磁場(chǎng)方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子的一段跡如圖,徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧,由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的能量逐漸減?。◣щ娏坎蛔儯?,從圖中情況可以確定: ( )A粒子從a到b,帶正電 B粒子從b到a,帶正電C粒子從a到b,帶負(fù)電 D粒

8、子從b到a,帶負(fù)電【答案】B【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);洛侖茲力。屬于中等難度的題目。根據(jù)可知,粒子運(yùn)動(dòng)的半徑與速度的大小有關(guān),根據(jù)半徑的變化來(lái)判斷粒子的運(yùn)動(dòng)的方向,結(jié)合軌跡的彎曲方向,根據(jù)左手定則進(jìn)而判斷電荷的電性,這是解決本題的關(guān)鍵8三個(gè)速度大小不同的同種帶電粒子(重力不計(jì)),沿同一方向從圖中長(zhǎng)方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上邊緣射入,當(dāng)它們從下邊緣飛出時(shí)對(duì)入射方向的偏角分別為90、60、30,則它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為: ( )A1:1:1 B1:2:3C3:2:1 D1:【答案】C【解析】粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期的公式為,由此可知,粒子的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與粒子的速度的大小無(wú)關(guān)

9、,所以粒子在磁場(chǎng)中的周期相同,由粒子的運(yùn)動(dòng)的軌跡可知,三種速度的粒子的偏轉(zhuǎn)角分別為90、60、30,所以偏轉(zhuǎn)角為90的粒子的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T(mén),偏轉(zhuǎn)角為60的粒子的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T(mén),偏轉(zhuǎn)角為30的粒子的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為T(mén)所以有,選項(xiàng)C正確故選C【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題一般程序是:1、畫(huà)軌跡:確定圓心,幾何方法求半徑并畫(huà)出軌跡2、找聯(lián)系:軌跡半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度聯(lián)系;偏轉(zhuǎn)角度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間相聯(lián)系,時(shí)間與周期聯(lián)系。9如圖所示,寬x=2cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),縱向范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,現(xiàn)有一群正粒子從O點(diǎn)以相同的速率沿紙面不同方向進(jìn)入磁場(chǎng),若粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的

10、軌道半徑均為r=5cm,則: ( )A右邊界:-4cmy4cm和y8cm有粒子射出 D左邊界:0y8cm有粒子射出【答案】ADC、D由圖可知,粒子只能x軸上方從左邊界射出磁場(chǎng),y的最大值為y=8cm所以左邊界:0y8cm有粒子射出故C錯(cuò)誤,D正確故選AD?!久麕燑c(diǎn)睛】本題是磁場(chǎng)中邊界問(wèn)題,關(guān)鍵是畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,運(yùn)用幾何知識(shí)求解;粒子垂直進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)粒子的軌跡恰好與x軸方向的右邊界相切時(shí),y值正值達(dá)到最大;當(dāng)粒子沿-y軸方向射入磁場(chǎng)時(shí),粒子從磁場(chǎng)右邊界x軸下方射出時(shí),y的負(fù)值達(dá)到最大。10如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN是一豎直放置的感光板。

11、從圓形磁場(chǎng)最高點(diǎn)P垂直磁場(chǎng)射入大量的帶正電、電荷量為q、質(zhì)量為m、速度為v的粒子,不考慮粒子間的相互作用力,關(guān)于這些粒子的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是: ( )A只要對(duì)著圓心入射,出射后均可垂直打在MN上B對(duì)著圓心入射的粒子,其出射方向的反向延長(zhǎng)線(xiàn)一定過(guò)圓心C對(duì)著圓心入射的粒子,速度越大在磁場(chǎng)中通過(guò)的弧長(zhǎng)越長(zhǎng),時(shí)間也越長(zhǎng)D只要速度滿(mǎn)足v,對(duì)準(zhǔn)圓心方向入射的粒子出射后可垂直打在MN上【答案】BD【名師點(diǎn)睛】本題要抓住粒子是圓弧,磁場(chǎng)的邊界也是圓弧,利用幾何知識(shí)分析出射速度與入射速度方向的關(guān)系,確定出軌跡的圓心角,分析運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系帶電粒子射入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)著圓心入射,必將沿半徑離開(kāi)圓心,根據(jù)洛

12、倫茲力充當(dāng)向心力,求出v=時(shí)軌跡半徑,確定出速度的偏向角對(duì)著圓心入射的粒子,速度越大在磁場(chǎng)中通過(guò)的弧長(zhǎng)越長(zhǎng),軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越小,即可分析時(shí)間關(guān)系11如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界過(guò)原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)a(0,L)。一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點(diǎn)以初速度平行于x軸正方向射入磁場(chǎng),并從x軸上的b點(diǎn)射出磁場(chǎng),此時(shí)速度的方向與x軸正方向的夾角為60,下列說(shuō)法正確的是: ( )A電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)為D電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)為(0,-2L)【答案】BC【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在洛倫茲力作用下,做

13、勻速圓周運(yùn)動(dòng)所以由幾何關(guān)系可確定運(yùn)動(dòng)圓弧的半徑與已知長(zhǎng)度的關(guān)系,從而確定圓磁場(chǎng)的圓心,并能算出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間并根據(jù)幾何關(guān)系來(lái),最終可確定電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)。12如圖,xOy平面的一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),ON為處于y軸負(fù)方向的彈性絕緣薄擋板,長(zhǎng)度為9m,M點(diǎn)為x軸正方向上一點(diǎn),OM=3m,現(xiàn)有一個(gè)比荷大小為,可視為質(zhì)點(diǎn)帶正電的小球(重力不計(jì)),從擋板下端N處小孔以不同的速度向x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng),若與擋板相碰就以原速率彈回,且碰撞時(shí)間不計(jì),碰撞時(shí)電荷量不變,小球最后都能經(jīng)過(guò)M點(diǎn),則小球射入的速度大小可能是: ( )A3m/s B375m/

14、s C4m/s D5m/s【答案】ABD設(shè),由幾何關(guān)系得:聯(lián)立得:,分別代入得:若小球沒(méi)有與擋板ON碰撞,則軌跡如圖2,設(shè),由幾何關(guān)系得:,聯(lián)立得:,代入得:,ABD正確;【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力充當(dāng)向心力,從而得出半徑公式,周期公式,運(yùn)動(dòng)時(shí)間公式,知道粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑和速度有關(guān),運(yùn)動(dòng)周期和速度無(wú)關(guān),畫(huà)軌跡,定圓心,找半徑,結(jié)合幾何知識(shí)分析解題。二、非選擇題(本大題共4小題,第13、14題每題10分;第15、16題每題15分;共50分)13(10分)洛倫茲力演示儀可以演示電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)徑跡。圖甲為洛倫茲力演示儀實(shí)物圖,圖乙為結(jié)構(gòu)示意圖。演示儀中有一對(duì)彼此平行

15、的共軸串聯(lián)的圓形線(xiàn)圈(勵(lì)磁線(xiàn)圈),當(dāng)通過(guò)勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流為 I 時(shí),線(xiàn)圈之間產(chǎn)生沿線(xiàn)圈軸向、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=kI (k=110-3T/A)的勻強(qiáng)磁場(chǎng);半徑 R=80mm 的圓球形玻璃泡內(nèi)有電子槍?zhuān)赏ㄟ^(guò)加速電壓 U 對(duì)初速度為零的電子加速并連續(xù)發(fā)射,電子剛好從球心 O 點(diǎn)正下方 40mm 處的 S 點(diǎn)沿水平向左射出。當(dāng)勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流 I =1A,加速電壓 U=160V 時(shí),測(cè)得沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)的電子流徑跡直徑 D=80mm。試問(wèn):(1)勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流方向如何?為了使電子流徑跡的半徑增大,可采取哪些措施?(2)由題中數(shù)據(jù)可求得電子的比荷 e/m 為多大?(3)當(dāng)勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流 I =07A 時(shí),為

16、使電子流形成完整的圓周運(yùn)動(dòng),求加速電壓的范圍。(4)若電子槍的加速電壓可以在 0 到 250V 的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié),且勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流從 05A 到 2A 的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。求玻璃泡上被電子擊中范圍的長(zhǎng)度?!敬鸢浮浚?)增大電壓U(速度)和減小電流I(磁感應(yīng)強(qiáng)度B)(2)(3)(4)(3)根據(jù)和可以得到:,故電壓范圍為。(4)由,根據(jù)題意,聯(lián)立可得到:當(dāng)電壓取電流取時(shí),半徑最大,最大值。此時(shí)電子達(dá)到C點(diǎn),在三角形中,由余弦定理:解得:,當(dāng)粒子的半徑比較小的時(shí)候,與圖中的D點(diǎn)相切,此時(shí)半徑為。電子打到玻璃波上的范圍在CD之間長(zhǎng)度為。【名師點(diǎn)睛】本題考查了粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,正確分析出

17、儀器的原理是關(guān)鍵,要掌握粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本方法:定圓心、定半徑、畫(huà)軌跡。14(10分)如圖20所示,在以O(shè)1點(diǎn)為圓心且半徑為r010m的圓形區(qū)域內(nèi),存在著豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)。圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O,右端與一個(gè)足夠大的熒光屏MN相切于x軸上的A點(diǎn)。一比荷的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向入射,粒子重力不計(jì)。(1)若粒子在圓形區(qū)域的邊界Q點(diǎn)射出勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,O1A與O1Q之間的夾角為60,求粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O入射的初速度v0;(2)撤去電場(chǎng),在該圓形區(qū)域內(nèi)加一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B015T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且將該圓形磁場(chǎng)以過(guò)O點(diǎn)并垂直于紙面的

18、直線(xiàn)為軸,逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90,在此過(guò)程中不間斷地射入題干中所述粒子,粒子入射的速度等于(1)中求出的v0,求在此過(guò)程中打在熒光屏MN上的粒子與A點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離?!敬鸢浮浚?)3106 m/s ;(2)(2)由題意可知,粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由,得以O(shè)點(diǎn)為圓心、OA02m為半徑做出圓弧AC交y軸于C點(diǎn),以C點(diǎn)為圓心、CO為半徑作出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡交弧AC于D點(diǎn),則OD2r02m,如圖所示:過(guò)D點(diǎn)作切線(xiàn),分別交OA于F點(diǎn),交MN于E點(diǎn),則E點(diǎn)即粒子能夠打在熒光屏MN上的粒子離A點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離(4分)由幾何關(guān)系可知,(1分)所以O(shè)FRtan (1分)因此AF2rOF(1分)由幾何關(guān)系可知EFA2(

19、1分)所以AEAFtan2(1分)以上各式聯(lián)立,代入數(shù)據(jù)可得(1分)【名師點(diǎn)睛】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題常用的程序是:1、畫(huà)軌跡:確定圓心,幾何方法求半徑并畫(huà)出軌跡2、找關(guān)系:軌跡半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度聯(lián)系;偏轉(zhuǎn)角度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間相聯(lián)系,時(shí)間與周期聯(lián)系3、用規(guī)律:牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律15(15分)直角三角形OMN,在三角形區(qū)域內(nèi)(含邊界)有垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在時(shí)刻,同時(shí)從三角形的OM邊各處以沿軸正向的相同速度,將質(zhì)量均為,電荷量均為的大量帶正電粒子射入磁場(chǎng),已知在時(shí)刻從ON邊某處射出磁場(chǎng)的粒子,其射出時(shí)速度方向與射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向間的夾角為。不計(jì)粒子重力、空氣阻力及

20、粒子間相互作用。(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)若從OM邊兩個(gè)不同位置射入磁場(chǎng)的粒子,從ON邊上的同一點(diǎn)P(圖中未標(biāo)出)射出磁場(chǎng),這兩個(gè)粒子經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的時(shí)間間隔與P點(diǎn)位置有關(guān),若該時(shí)間間隔最大為,求兩個(gè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的位置之間的距離?!敬鸢浮浚?)(2)【解析】(1)粒子在時(shí)間內(nèi),速度方向改變了,故周期:由T=得。(2)在同一點(diǎn)射出磁場(chǎng)的兩粒子軌跡如圖,軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角分別為和,由幾何關(guān)系有=180-由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知,兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間差t與=-成正比,=-=2-180可知越大,時(shí)間差t越大由題意代入數(shù)據(jù)得的最大值為=1500=300 【名師點(diǎn)睛】對(duì)于帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)類(lèi)型,要能作出粒子的運(yùn)動(dòng)

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