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1 带电粒子在直线边界磁场中的运动 一、基础知识 1、带电粒子在有界磁场中运动的几种常见情形 (1)直线边界(进出磁场具有对称性,如图所示) (2)平行边界(存在临界条件,如图所示) (3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出,如图所示) 图7 2、确定粒子运动的圆心,找出轨迹对应的圆心角,再求运动时间 二、练习 1、如图所示,质量为m,电荷量为+q 的带电粒子,以不同的初速度两次从O 点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场,在洛伦兹力作用下分别从M、N 两点射出磁场,测得OM∶ON=3∶4,则下列说法中错误的是 ( ) A.两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4 B.两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4 C.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4 D.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3 答案 AD 解析 设 OM= 2r1, ON= 2r2, 故 r1r2= OMON= 34, 路 程 长 度 之比sMsN= πr1πr2= 34, B 正确;由 r 2 = mvqB知 v1v2= r1r2= 34, 故 FMFN= qv1Bqv2B= 34, C 正 确 , D 错 误 ; 由 于 T= 2πmBq , 则 tMtN=12TM12TN= 1, A错 . 2、(2012·广东理综·15)质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N,以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示.下列表述正确的是 ( ) A.M 带负电,N 带正电薄 B.M 的速率小于 N 的速率 C.洛伦兹力对 M、N 做正功 D.M 的运行时间大于 N 的运行时间 答案 A 解析 由 左 手 定 则 知 M 带 负 电 , N 带 正 电 , 选 项 A 正 确 ; 带 电 粒 子 在 磁 场 中 做 匀 速 圆周 运 动 且 向 心 力 F 向 = F 洛 , 即 mv2r = qvB 得 r= mvqB, 因 为 M、N 的质量、电 荷量都相等,且 rM>rN, 所以 vM>vN, 选 项 B 错 误 ; M、N 运 动 过程中 , F 洛 始终与 v 垂直, F 洛 不做功, 选 项 C 错 误 ; 由 T= 2πmqB 知 M、N 两粒 子 做 匀 速 圆 周 运 动 的周 期相等且 在 磁 场 中 的运 动 时间均为 T2, 选 项 D 错 误 . 3、如图所示,在一矩形区域内,不加磁场时,不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入,穿过此区域的时间为 t.若加上磁感应强度为 B、垂直纸面向外的匀强磁场,带电粒子仍以原来...

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