3帶電粒子在磁場中的運動

2022-12-08 14:09:04 字數 2060 閱讀 4724

主要考點梳理

1、知識點

(1)磁場對運動電荷的作用力:洛倫茲力

強調:若電荷運動方向與磁場方向平行則不受洛倫茲力。(中學主要討論電荷垂直磁場運動的情況)

(2)洛倫茲力可根據左手定則判定,由於洛倫茲力與電荷運動方向垂直,故電荷在磁場中運動,洛倫茲力不做功。

2、重點與難點:

(1)在勻強磁場中運動的電荷,會受到有界場限制而不能如期「畫圓」。

(2)畫圓不成,原因很多。

(3)運動空間與時間的討論,幾何關係的引入兩個重要結論:,。

例題 1、如圖所示,銅質導電板置於勻強磁場中,通電時銅板中電流方向向上。由於磁場的作用,則 ( )

a.板左側聚集較多電子,使 b 點電勢高於 a 點電勢

b.板左側聚集較多電子,使 a 點電勢高於 b 點電勢

c.板右側聚集較多電子,使 a 點電勢高於 b 點電勢

d.板右側聚集較多電子,使 b 點電勢高於 a 點電勢

2、 如圖所示,在威爾遜雲霧室中,有垂直紙面向裡的勻強磁場。圖中曲線 ab ,是乙個垂直於磁場方向射入的帶電粒子的徑跡。由於它在行進中使周圍氣體電離,其能量越來越小,由此可知( )

a.粒子帶正電,由 b 向 a 運動

b.粒子帶正電,由 a 向 b 運動

c.粒子帶負電,由 b 向 a 運動

d.粒子帶負電,由 a 向 b 運動

3、如圖所示,矩形勻強磁場區域的長為l,寬為,勻強磁場的磁感強度為b,質量為 m ,電荷量為 e 的電子沿著矩形磁場的上方邊界射入磁場,欲使該電子由下方邊界穿出磁場,求:(1)電子速率 v 的取值範圍?

(2)電子在磁場中運動時間 t 的取值範圍?

4、如圖,一束電子(電量為 e )以速度 v0 垂直射入磁感應強度為 b ,寬為 d 的勻強磁場中,穿出磁場的速度方向與電子原來的入射方向的夾角為30°,求:

(1)電子的質量是多少?

(2)穿過磁場的時間是多少?

(3)若改變初速度,使電子剛好不能從a邊射出,則此時速度 v 為多大?

5、如圖所示,分布在半徑為 r 的圓形區域內的勻強磁場,磁感應強度為b,方向垂直紙面向裡。電量為 q 、質量為 m 的帶正電的粒子從磁場邊緣 a 點沿圓的半徑 ao 方向射入磁場,離開磁場時速度方向偏轉了60°角。試確定:

(1)粒子做圓周運動的半徑。

(2)粒子的入射速度。

6、如圖所示,mn 是一螢光屏,當帶電粒子打到螢光屏上時,螢光屏能夠發光。mn 的上方有磁感應強度為 b 的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向裡。p 為屏上的一小孔,pq 與 mn 垂直。

一群質量為 m 、帶電荷量 q 的粒子(不計重力),以相同的速率 v ,從 p 處沿垂直於磁場方向射入磁場區域,且分布在與 pq 夾角為θ的範圍內,不計粒子間的相互作用。則以下說法正確的是( )

a. 在螢光屏上將出現乙個圓形亮斑,其半徑為

b. 在螢光屏上將出現乙個條形亮線,其長度為(1-cosθ)

c. 在螢光屏上將出現乙個半圓形亮斑,其半徑為

d. 在螢光屏上將出現乙個條形亮線,其長度為(1-sinθ)

7、如圖所示,擺球帶負電荷的單擺,在一勻強磁場中擺動,勻強磁場的方向垂直紙面向裡,擺球在ab間擺動過程中,由a擺到最低點c時,擺線拉力的大小為f1,擺球加速度大小為a1;由b擺到最低點c時,擺線拉力的大小為f2,擺球加速度大小為a2,則(  )

a.f1>f2,a1=a2      b.f1<f2,a1=a2

c.f1>f2,a1>a2d.f1<f2,a1<a2

8、如圖所示,質量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0垂直地射入寬度為d的勻強磁場,磁場的磁感應強度為b,為使粒子能穿過磁場的右邊界,則v0至少等於(  )

a.2bqd/mb.bqd/2m

c.bqd/md.bqd/ m

9、如圖所示,一根水平光滑的絕緣直槽軌連線乙個豎直放置的半徑為r=0.50 m的絕緣光滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應強度b=0.

50 t。有乙個質量m=0.10 g,帶電荷量為q=+1.

6×10-3 c的小球在水平軌道上向右運動。若小球恰好能通過最高點,重力加速度g=10 m/s2。

試求:(1)小球在最高點所受的洛倫茲力f;(2)小球的初速度v0。

帶電粒子在磁場中的運動

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