带电粒子在匀强磁场中的运动课件VIP专享VIP免费

1.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.速率越大，周期越大B.速率越小，周期越大C.速度方向与磁场方向平行D.速度方向与磁场方向垂直【解析】选D.由粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式T=可知周期的大小与速率无关，A、B错误,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力，速度方向与磁场方向垂直，C错误，D正确.2mqB2.由几种不同的粒子组成的带电粒子束，以相同的速度v从同一点垂直磁场方向射入同一匀强磁场，结果所有的粒子沿同一圆周做匀速圆周运动（不计重力），这是因为（）A.它们具有相同的动能B.它们具有相同的电荷量C.它们具有相同的质量D.它们具有相同的比荷【解析】选D.本题考查粒子的圆周运动的轨道半径.粒子圆周运动的轨迹相同即轨道半径相同，由洛伦兹力提供向心力有Bqv=，得r=，因为r、v、B相同，所以相同，故D正确，A、B、C错误.2mvrmvBqqm3.用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用的方法是（）A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强度增大为原来的4倍C.将D形盒的半径增大为原来的2倍D.将D形盒的半径增大为原来的4倍【解析】选A、C.质子在回旋加速器中做圆周运动的半径r=，故动能Ek=，所以要使动能变为原来的4倍，应将磁感应强度B或D形盒半径增大为原来的2倍，A、C对，B、D错.mvqB222qBr2m4.（2010·新四区高二检测）水平长直导线中有恒定电流I通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是（）A.沿路径oa运动B.沿路径ob运动C.沿路径oc运动D.沿路径od运动【解析】选D.电流下方的磁场垂直纸面向外，且离导线越远，磁感应强度B越小，根据左手定则可以确定电子从开始运动向下偏转，再由r=知电子运动曲率半径逐渐增大，故A、B、C错，D对.mvqB5.(2010·台州高二检测）如图所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，最后到达感光板上的P点.经测量P、O间的距离为l，不计带电粒子受到的重力.求：（1）带电粒子所受洛伦兹力的大小；（2）带电粒子的质量.【解析】（1）由洛伦兹力公式得：f＝qvB（2）由洛伦兹力提供向心力得qvB＝由题意得r＝由以上各式可得粒子的质量为m＝答案：（1）qvB(2)2vmrl2qBl2vqBl2v疑难名师点拨【典例1】一细束相同粒子构成的粒子流，重力不计，每个粒子均带正电，电荷量为q,其粒子流的定向运动形成的电流强度为I，这束粒子流从坐标（0，L）的a点平行x轴射入磁感应强度为B的匀强磁场区域，又从x轴上b点射出磁场，速度方向与x轴夹角为60°，最后打在靶上，如图所示，并把动能全部传给靶，测得靶每秒钟获得能量为E，试求每个粒子的质量.【思路点拨】【标准解答】粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，由图可知，轨道半径R=2L，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力是洛伦兹力，有qvB=.2vmR带电粒子形成的电流I=Nq，单位时间内打在靶上的粒子数为N=，由题意有E=NEk即，得答案：2222k1E=mv=2qBL/m2Iq22222I2qBL2qIBLE==qmm222qIBLm=E222qIBLE【典例2】（2010·安徽高考）如图甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内（边界为L1、L2），存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图乙所示），电场强度的大小为E0，E>0表示电场方向竖直向上.t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量.(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；(2)求电场变化的周期T.【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【标准解答】（1）微粒做直线运动时mg+qE0=qvB①微粒做圆周运动时mg=QE0②联立①②式解得q=③B=④0mgE02Ev（2）设微粒从N1运动到Q的时间为t1，做圆周运动的周期为t2、半径为R，则=vt1⑤qvB=⑥2πR=vt2⑦联立③④⑤⑥⑦式解得t1=t2=⑧d22vmRd2vvg电场变化的周期T=t1+t2=⑨答案：（1）（2）dv2vgdv2vg...