1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版2019选择性必修第二册)-教案课件习题试卷知识点归纳汇总-高中物理选择性必修第二册
66页1、第一章 安培力与洛伦兹力1.3带电粒子在匀强磁场中的运动一:知识精讲归纳一、带电粒子在匀强磁场中的运动1若vB,带电粒子以速度v做匀速直线运动,其所受洛伦兹力F0.2若vB,此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向垂直,粒子在垂直于磁场方向的平面内运动(1)洛伦兹力与粒子的运动方向垂直,只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小(2)带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力二、带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期1由qvBm,可得r.2由r和T,可得T.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道半径和运动速度无关二、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动1圆心的确定圆心位置的确定通常有以下两种基本方法:(1)已知入射方向和出射方向时,可以过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示,P为入射点,M为出射点)(2)已知入射方向和出射点的位置时,可以过入射点作入射方向的垂线,连线入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图乙所示,P为入射点,M为出射点)2半径的确定半径的计算一般利用几何知识解直
2、角三角形做题时一定要作好辅助线,由圆的半径和其他几何边构成直角三角形由直角三角形的边角关系或勾股定理求解3粒子在匀强磁场中运动时间的确定(1)粒子在匀强磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动轨迹的圆弧所对应的圆心角为时,其运动时间tT(或tT)确定圆心角时,利用好几个角的关系,即圆心角偏向角2倍弦切角(2)当v一定时,粒子在匀强磁场中运动的时间t,l为带电粒子通过的弧长二:考点题型归纳题型一:带电粒子在匀强磁场中圆周运动就基本计算1(2020河南郑州高二期中)如图所示,在矩形区域中有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,从点沿方向发射三个相同的带电粒子,三粒子分别从、射出。已知,则下列说法正确的是()A三粒子在匀强磁场中的速率之比为B三粒子在匀强磁场中的速率之比为C三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为D三粒子在匀强磁场中的运动时间之比为2(2021湖北麻城市实验高级中学高二月考)如图所示,圆心角为90的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,P点为半径OM的中点。现有比荷相等的两个带电粒子a、b,以不同的速度大小先后从P点沿ON方向射入磁场,粒子a从M点射出,粒子b从N点射出,不计粒子重力
3、及粒子间相互作用。下列说法正确的是()A粒子a带正电,粒子b带负电B粒子a、b的加速度大小之比为1:5C粒子a、b的角速度之比为1:5D粒子a在磁场中运动时间较短3(2021江苏东台创新高级中学高二月考)带电粒子1和2先后在纸面内经小孔S垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,粒子运行的轨迹如图中虚线所示。若两粒子()A质量相等,则粒子1的速率一定小于粒子2的速率B速率相等,则粒子1的质量一定大于粒子2的质量C电量相等,则粒子1的速率一定大于粒子2的速率D比荷相等,则两粒子在磁场中的运动时间一定相等题型二:带电微粒(考虑重力)在磁场中的运动4(2021江西奉新县第一中学高二月考)质量为m、电荷量为q的小物块,从倾角为的粗糙绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法正确的是()A小物块一定带正电荷B小物块在斜面上运动时做匀减速直线运动C小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D小物块在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为5(2017湖北天门高二
4、期末)一个质量为m、带电量为q的小球,从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感应强度为B,如图所示带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零已知重力加速度为g下面说法中正确的是A 小球带负电B小球对斜面的作用力恰好为零时的速率为C小球在斜面上运动的加速度逐渐增大D小球在斜面上的运动是匀加速直线运动6(2019吉林长春外国语学校高二期中)如图所示,单摆摆球为带正电的玻璃球,摆长为L且不导电,悬挂于O点.已知摆球平衡位置C处于磁场边界内并十分接近磁场边界,此磁场的方向与单摆摆动平面垂直。在摆角小于5度的情况下,摆球沿着AB弧来回摆动,下列说法不正确的是( ) A图中A点和B点处于同一水平面上B小球摆动过程中机械能守恒C单摆向左或向右摆过C点时摆线的张力一样大D在A点和B点,摆线的张力一样大题型三:带电粒子在直边界磁场的运动7(2021重庆一中高二期中)两个带等量异种电荷的粒子分别以速度和射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为和,磁场宽度为d,两粒子同时由A点出发,同时到达B点,A、B连线垂直于磁场边界。如图所示,则()Aa粒子带正电,b
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