高中物理 选修第2册 新课改03 C带电粒子在匀强磁场中的运动 提升版 (1).docx本文件免费下载 【共77页】

小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com带电粒子在匀强磁场中的运动知识点:带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.若v∥B,带电粒子以速度v做匀速直线运动,其所受洛伦兹力F=0.2.若v⊥B,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qvB=m,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.技巧点拨一、带电粒子在匀强磁场中运动的基本问题1.分析带电粒子在磁场中的匀速圆周运动,要紧抓洛伦兹力提供向心力,即qvB=m.2.同一粒子在同一磁场中做匀速圆周运动,由r=知,r与v成正比;由T=知,T与速度无关,与半径无关.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.半径的确定小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com半径的计算一般利用几何知识解直角三角形.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α时,其运动时间t=T(或t=T).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.例题精练1.(2021春•越秀区校级期末)如图所示,一矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B0的匀强磁场,ad和ab边长分别为l和2l,P为ad边中点。在P点,把带正电的粒子以大小不同的初速度平行纸面射入磁场,速度方向跟ad边夹角θ=30°。已知粒子的质量为m,带电荷量为q,粒子重力不计,欲使粒子能从ab边上射出磁场,则初速度v0大小可能为()A.B.C.D.【分析】粒子进入磁场时做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,当粒子运动轨迹恰好与ab相切时,轨迹半径最小,对应的粒子速度最小;当粒子运动轨迹与dc相切时,轨迹半径最大,对应的速率最大,作出粒子运动轨迹,求出粒子的轨道半径,应用牛顿第二定律求出粒子临界速度,然后确定粒子速度大小范围,再分析答题。【解答】解:粒子在磁场中做匀速圆周运动,粒子能从ab边上射出磁场的临界运动轨迹如图所示小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com由几何知识得:R1+R1sinθ=,R2R﹣2sinθ=解得:R1=d,R2=d粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB0=m解得:v=解得:v1=,v2=粒子能从ab边上射出磁场的速度范围是<v≤,故A正确;BCD错误。故选:A。【点评】本题考查了带电粒子在磁场中的运动,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力;根据题意分析清楚粒子运动过程,作出粒子临界运动轨迹是解题的前提;求出粒子运动轨迹,应用牛顿第二定律即可解题。2.(2021春•成都期末)矩形磁场区域如图所示,磁场方向垂直于纸面,ad=L,ab=2L。一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场,经时间t从d点射出。若改变粒子速度大小仍从a点沿ab方向射,入磁场,粒子从cd中点离开磁场区域,不计粒子重力,则粒子第二次在磁场中运动的时间为()A.tB.C...

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