浙江高考物理復(fù)習(xí)第8章磁場第2講磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用學(xué)案.docx

第2講磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用知識排查洛倫茲力、洛倫茲力的方向和大小1.洛倫茲力：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力。2.洛倫茲力的方向(1)判定方法：左手定則掌心磁感線垂直穿入掌心；四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向；拇指指向洛倫茲力的方向。(2)方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)v，即F垂直于B和v決定的平面。3.洛倫茲力的大小(1)vB時(shí)，洛倫茲力F0。(0或180)(2)vB時(shí)，洛倫茲力FqvB。(90)(3)v0時(shí)，洛倫茲力F0。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)1.若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2.若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如下圖，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中，中粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，中粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，中粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3.半徑和周期公式：(vB)小題速練1.思考判斷(1)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定會(huì)受到洛倫茲力的作用()(2)洛倫茲力不做功，但安培力卻可以做功()(3)由于安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，所以洛倫茲力也可能做功()(4)洛倫茲力的方向在特殊情況下可能與帶電粒子的速度方向不垂直()(5)根據(jù)公式T，說明帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)周期T與v成反比()(6)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)半徑與帶電粒子的比荷有關(guān)()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.人教版選修31P98T1改編下列各圖中，運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是()答案B運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力1.洛倫茲力的特點(diǎn)(1)洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場方向共同確定的平面，所以洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，即洛倫茲力永不做功。(2)當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí)，洛倫茲力的方向也隨之變化。(3)用左手定則判斷負(fù)電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)所受的洛倫茲力時(shí)，要注意將四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的反方向。2.洛倫茲力與安培力的聯(lián)系及區(qū)別(1)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是相同性質(zhì)的力。(2)安培力可以做功，而洛倫茲力對運(yùn)動(dòng)電荷不做功?！镜淅咳鐖D1所示，一個(gè)帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到底端，速度為v。若加上一個(gè)垂直紙面向外的磁場，則滑到底端時(shí)()圖1A.v變大 B.v變小C.v不變 D.不能確定v的變化解析由于帶負(fù)電的物體沿斜面下滑時(shí)受到垂直斜面向下的洛倫茲力作用，故物體對斜面的正壓力增大，斜面對物體的滑動(dòng)摩擦力增大，由于物體克服摩擦力做功增多，所以物體滑到底端時(shí)v變小，B正確。答案B1.在北半球，地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下(以“”表示)。如果你家中電視機(jī)顯像管的位置恰好處于南北方向，那么由南向北射出的電子束在地磁場的作用下將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)()圖2A.不偏轉(zhuǎn) B.向東C.向西 D.無法判斷解析根據(jù)左手定則可判斷由南向北運(yùn)動(dòng)的電子束所受洛倫茲力方向向東，因此電子束向東偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)B正確。答案B2.如圖3所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是()圖3A.當(dāng)從a端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)從b端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析由于vB、F洛0，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。答案C3.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)對地球上的生命來說有十分重要的意義。從太陽和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，稱為宇宙射線，在射向地球時(shí)，由于地磁場的存在，改變了帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向。對地球起到了保護(hù)作用。如圖4為地磁場對宇宙射線作用的示意圖。現(xiàn)有來自宇宙的一束質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)將()圖4A.豎直向下沿直線射向地面B.相對于預(yù)定地點(diǎn)向東偏轉(zhuǎn)C.相對于預(yù)定地點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D.相對于預(yù)定地點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)解析建立空間概念，根據(jù)左手定則不難確定B選項(xiàng)正確。答案B帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)1.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中圓周運(yùn)動(dòng)分析(1)圓心的確定方法方法一若已知粒子軌跡上的兩點(diǎn)的速度方向，則可根據(jù)洛倫茲力Fv，分別確定兩點(diǎn)處洛倫茲力F的方向，其交點(diǎn)即為圓心，如圖5(a)；方法二若已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)和其中某一點(diǎn)的速度方向，則可作出此兩點(diǎn)的連線(即過這兩點(diǎn)的圓弧的弦)的中垂線，中垂線與速度垂線的交點(diǎn)即為圓心，如圖(b)。圖5(2)半徑的計(jì)算方法方法一由物理方法求：半徑R；方法二由幾何方法求：一般由數(shù)學(xué)知識(勾股定理、三角函數(shù)等)計(jì)算來確定。(3)時(shí)間的計(jì)算方法方法一由圓心角求：tT；方法二由弧長求：t。2.帶電粒子在不同邊界磁場中的運(yùn)動(dòng)(1)直線邊界(進(jìn)出磁場具有對稱性，如圖6所示)。圖6(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖7所示)。圖7(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖8所示)。圖8【典例】(2017全國卷，18)如圖9，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，P為磁場邊界上的一點(diǎn)，大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場，若粒子射入速率為v1，這些粒子在磁場邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為v2，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上，不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用，則v2v1 為()圖9A.2 B.1 C.1 D.3解析根據(jù)作圖分析可知，當(dāng)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周時(shí)，打到圓形磁場邊界的位置距P點(diǎn)最遠(yuǎn)，則當(dāng)粒子射入的速率為v1，軌跡如圖甲所示，設(shè)圓形磁場半徑為R，由幾何知識可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r1Rcos 60R；若粒子射入的速率為v2，軌跡如圖乙所示，由幾何知識可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r2Rcos 30R；根據(jù)軌道半徑公式r可知，v2v1r2r11，故選項(xiàng)C正確。甲 乙答案C帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法1.兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖10所示。若不計(jì)粒子的重力，則下列說法正確的是()圖10A.a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電B.a粒子在磁場中所受洛倫茲力較大C.b粒子的動(dòng)能較大D.b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長解析由左手定則可知，a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由qvBm得r，故運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑越大，對應(yīng)的速率越大，所以b粒子的速率較大，在磁場中所受洛倫茲力較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Ekmv2可得b粒子的動(dòng)能較大，選項(xiàng)C正確；由T知兩者的周期相同，b粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對應(yīng)的圓心角小于a粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對應(yīng)的圓心角，所以b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C2.如圖11所示，在足夠大的屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，P為屏上一小孔，PC與MN垂直，一束質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)以相同的速率v從P處射入磁場區(qū)域，粒子入射方向在與磁場垂直的平面里，且分散在與PC夾角為的范圍內(nèi)，則在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長度為()圖11A. B.C. D.解析如圖所示，S、T之間的距離為在屏MN上被粒子打中區(qū)域的長度。由qvBm得R，則2Rcos 2R，所以。答案D3.(2018紹興期中)如圖12所示，在邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，有一帶正電的電荷，從D點(diǎn)以v0的速度沿DB方向射入磁場，恰好從A點(diǎn)射出，已知電荷的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，不計(jì)電荷的重力，則下列說法正確的是()圖12A.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C.若電荷從CD邊界射出，隨著入射速度的減小，電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間會(huì)減小D.若電荷的入射速度變?yōu)?v0，則粒子會(huì)從AB中點(diǎn)射出解析由題圖可以看出電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rL，根據(jù)牛頓第二定律qv0Bm，得B，A正確；由T，轉(zhuǎn)過的圓心角為90，則t，故B錯(cuò)誤；若電荷從CD邊界射出，則轉(zhuǎn)過的圓心角均為180，入射速度減小，T，周期與速度無關(guān)，故電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變，C錯(cuò)誤；若電荷的入射速度變?yōu)?v0，則半徑變?yōu)?L，軌跡如圖，設(shè)DF為h，由幾何知識(2Lh)2L2(2L)2，得h(2)LL，可見E不是AB的中點(diǎn)，即粒子不會(huì)從AB中點(diǎn)射出，D錯(cuò)誤。答案A帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問題由于帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)通常都是在有界磁場中的運(yùn)動(dòng)，所以常常出現(xiàn)臨界和極值問題。1.臨界現(xiàn)象(1)當(dāng)帶電粒子進(jìn)入設(shè)定的有界磁場后，其軌跡是一個(gè)殘缺圓，題中往往會(huì)形成各種各樣的臨界現(xiàn)象。(2)解決此類問題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)臨界點(diǎn)。找臨界點(diǎn)的方法是以題目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等詞語為突破口，借助半徑R和速度v(或磁感應(yīng)強(qiáng)度B)之間的約束關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)軌跡分析，確定軌跡圓和邊界的關(guān)系，找出臨界點(diǎn)。2.極值問題(1)剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切。(2)當(dāng)速度v一定時(shí)，弧長越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長。(3)當(dāng)速率v變化時(shí)，圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長?！镜淅咳鐖D13所示，矩形區(qū)域abcd(包括邊界)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)從ad邊中點(diǎn)O處，以垂直磁場且跟ad邊成30角的速度射入一帶電粒子。已知粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，ad邊長為L，不計(jì)粒子重力。圖13(1)若要粒子從ab邊上射出，則入射速度v0的大小范圍是多少？(ab邊足夠長)(2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間是多少？解析(1)若粒子速度為v0，由qv0Bm得R若軌跡與ab邊相切，如圖所示，設(shè)此時(shí)相應(yīng)速度為v01，則R1R1sin 將R1代入上式可得v01若軌跡與cd邊相切，如圖所示，設(shè)此時(shí)粒子速度為v02，則R2R2sin 將R2代入上式可得v02所以粒子能從ab邊上射出磁場的入射速度v0的大小應(yīng)滿足v0。(2)設(shè)粒子入射速度為v，在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角為，則t，則越大，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長，由圖可知，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑rR1時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，弧所對的圓心角為(22)。所以粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為t。答案(1)lR。因朝不同方向發(fā)射的粒子的圓軌跡都過S，由此可知，某一圓軌跡在下圖中N左側(cè)與ab相切，則此切點(diǎn)P1就是粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)。為確定P1點(diǎn)的位置，可作平行于ab的直線cd，cd到ab的距離為R，以S為圓心、R為半徑、作弧交cd于Q點(diǎn)，過Q作ab的垂線，垂線與ab的交點(diǎn)即為P1。即NP1。再考慮N的右側(cè)。粒子在運(yùn)動(dòng)中離S的距離不可能超過2R，以2R為半徑、S為圓心作弧，交ab于N右側(cè)的P2點(diǎn)，此點(diǎn)即粒子能打到的右側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系得NP2，所求長度為P1P2NP1NP2代入數(shù)值得P1P220 cm。答案20 cm2.如圖15所示，兩個(gè)同心圓，半徑分別為r和2r，在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓心O處有一放射源，放出粒子的質(zhì)量為m、帶電荷量為q，假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行。圖15(1)圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向，OA與初速度方向夾角為60，要想使該粒子經(jīng)過磁場后第一次通過A點(diǎn)，則初速度的大小是多少？(2)要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，則粒子的初速度不能超過多少？解析(1)如圖甲所示，設(shè)粒子在磁場中的軌道半徑為R1，則由幾何關(guān)系得R1又qv1Bm得v1。甲乙(2)如圖乙所示，設(shè)粒子軌跡與磁場外邊界相切時(shí)，粒子在磁場中的軌道半徑為R2，則由幾何關(guān)系有(2rR2)2Rr2可得R2，又qv2Bm，可得v2故要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，粒子的初速度不能超過。答案(1)(2)解決帶電粒子的臨界問題的技巧方法(1)數(shù)學(xué)方法和物理方法的結(jié)合：如利用“矢量圖”“邊界條件”等求臨界值，利用“三角函數(shù)”“不等式的性質(zhì)”“二次方程的判別式”等求極值。(2)臨界問題的一般解題流程(3)從關(guān)鍵詞找突破口：許多臨界問題，題干中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脫離”等詞語對臨界狀態(tài)給以暗示，審題時(shí)，一定要抓住這些特定的詞語挖掘其隱藏的規(guī)律，找出臨界條件?；铐撟鳂I(yè)(時(shí)間：30分鐘)A組基礎(chǔ)過關(guān)1.(2018寧波模擬)如圖1所示一個(gè)帶電粒子，沿垂直于磁場方向射入一勻強(qiáng)磁場，粒子的一段徑跡如圖，徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧，由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小(帶電荷量不變)，從圖中情況可以確定()圖1A.粒子從a到b，帶正電 B.粒子從b到a，帶正電C.粒子從a到b，帶負(fù)電 D.粒子從b到a，帶負(fù)電解析由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小，速度逐漸減小，根據(jù)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑公式r可知，粒子的半徑逐漸的減小，所以粒子的運(yùn)動(dòng)方向是從b到a，在根據(jù)左手定則可知，粒子帶正電，所以B正確。答案B2.(2018紹興模擬)如圖2所示是電子射線管的示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向上(z軸正方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是()圖2A.加一沿y軸正方向的磁場B.加一沿y軸負(fù)方向的磁場C.加一沿z軸正方向的磁場D.加一沿z軸負(fù)方向的磁場解析若想使熒光屏上的亮線向上(z軸正方向)偏轉(zhuǎn)，則需使每個(gè)電子受向上的洛倫茲力作用，根據(jù)左手定則可知需要加一沿y軸負(fù)方向的磁場，故選B。答案B3.洛倫茲力可以使帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列各圖中均標(biāo)有帶正電荷粒子的運(yùn)動(dòng)速度、洛倫茲力及磁場B的方向，虛線圓表示粒子的軌跡，其中可能正確的是()解析電荷在磁場中所受的洛倫茲力遵守左手定則，再結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)，即所受合力一定指向曲線內(nèi)側(cè)，可判斷A正確。答案A4.一傾角為的粗糙絕緣斜面放置在一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里，將一個(gè)帶電的小物塊放在斜面上由靜止開始下滑，如圖3所示，設(shè)斜面足夠長，如物塊始終沒有離開斜面。則下列說法正確的是()圖3A.物塊帶正電B.下滑過程中物塊受到的洛倫茲力做負(fù)功C.物塊最終將靜止在斜面上D.下滑過程中物塊的機(jī)械能守恒解析物塊始終沒有離開斜面，洛倫茲力必然垂直于斜面向下，由左手定則知，物塊帶正電，選項(xiàng)A正確；洛倫茲力方向始終垂直于速度方向，不做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物塊最終將在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于摩擦力做負(fù)功，下滑過程中物塊的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A5.在如圖4所示的足夠大勻強(qiáng)磁場中，兩個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以相同方向垂直穿過虛線MN所在的平面，一段時(shí)間后又再次同時(shí)穿過此平面，則可以確定的是()圖4A.兩粒子一定帶有相同的電荷量B.兩粒子一定帶同種電荷C.兩粒子一定有相同的比荷D.兩粒子一定有相同的動(dòng)能解析由時(shí)間t相同知，兩粒子一定有相同的比荷。答案C6.兩相鄰勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子(不計(jì)重力)，從較強(qiáng)磁場區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場區(qū)域后，粒子的()A.軌道半徑減小，角速度增大B.軌道半徑減小，角速度減小C.軌道半徑增大，角速度增大D.軌道半徑增大，角速度減小解析分析軌道半徑：帶電粒子從較強(qiáng)磁場區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場區(qū)域后，粒子的速度v大小不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，由公式r可知，軌道半徑增大。分析角速度：由公式可知角速度減小，選項(xiàng)D正確。答案D7.(2018新高考選考終極適應(yīng)卷)來自太陽和其他星體的宇宙射線中含有大量高能帶電粒子，若這些粒子都直接到達(dá)地面，將會(huì)對地球上的生命帶來危害。但由于地磁場(如圖5所示)的存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使得很多高能帶電粒子不能到達(dá)地面。若不考慮地磁偏角的影響，關(guān)于上述高能帶電粒子在地磁場的作用下運(yùn)動(dòng)情況的判斷，下列說法中正確的是()圖5A.若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向東偏轉(zhuǎn)B.若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向北偏轉(zhuǎn)C.若帶電粒子帶負(fù)電，且沿垂直地球赤道平面射向地心，則由于地磁場的作用將向南偏轉(zhuǎn)D.若帶電粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析由于地磁場的方向由南到北，若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，即粒子的運(yùn)動(dòng)方向與地磁場的方向垂直，由左手定則可知，則由于地磁場的作用將向東偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；若帶電粒子帶負(fù)電，且沿垂直地球赤道平面射向地心，則說明粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行，故粒子不受磁場力的作用，所以它不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，更不會(huì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案AB組能力提升8.如圖6所示，為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場，在O點(diǎn)處有一放射源，沿半徑方向射出速率為v的不同帶電粒子，其中帶電粒子1從A點(diǎn)飛出磁場，帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場，不考慮帶電粒子的重力，則()圖6A.帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷之比為31B.帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷之比為1C.帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為21D.帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為12解析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，由qvB得r，設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R，由幾何關(guān)系得，tan 60，tan 30，聯(lián)立解得帶電粒子的運(yùn)動(dòng)半徑之比，由知帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷之比為31，A正確，B錯(cuò)誤；由tT知帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比值為，C、D錯(cuò)誤。答案A9.如圖7所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m5.0108 kg，電荷量為q1.0106 C的帶電粒子，從靜止開始經(jīng)U010 V的電壓加速后，從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場，已知OP30 cm，(粒子重力不計(jì)，sin 370.6，cos 370.8)求：圖7(1)帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度v的大??；(2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T，粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場，求OQ的距離；(3)若粒子不能進(jìn)入x軸上方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足的條件。解析(1)對帶電粒子的加速過程，由動(dòng)能定理得qUmv2，解得v20 m/s。(2)帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則qvB，解得R0.5 m，而0.5 m故圓心一定在x軸上，軌跡如圖甲所示，甲由幾何關(guān)系可知OQRRcos 370.9 m。(3)帶電粒子不從x軸射出，臨界軌跡如圖乙所示，乙由幾何關(guān)系得OPRRsin 37，R解得B T。答案(1)20 m/s(2)0.9 m(3)B T10.如圖8，空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場。在x0 區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0；x0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大