《磁場對運動電荷的作用》作業(yè)-22011-1.doc

河北涿州中學(xué) 作業(yè) 班級：高三 班 姓名學(xué)號科目：高三物理 編寫：孟祥東 第周 第次 學(xué)習(xí)內(nèi)容：磁場對運動電荷的作用-21如圖所示，在真空中半徑r3.0102 m的圓形區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強度B0.2 T，方向如圖的勻強磁場，一批帶正電的粒子以初速度v01.0106 m/s，從磁場邊界上直徑ab的一端a沿著各個方向射入磁場，且初速度方向與磁場方向都垂直，該粒子的比荷為q/m1.0108 C/kg，不計粒子重力求：(1)粒子的軌跡半徑；(2)粒子在磁場中運動的最長時間；(3)若射入磁場的速度改為v03.0105 m/s，其他條件不變，試用斜線畫出該批粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域(sin 370.6，cos 370.8)2.如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在ad邊中點O，方向垂直磁場向里射入一速度方向跟ad邊夾角=30、大小為v0的帶正電粒子，已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為q,ad邊長為L，ab邊足夠長，粒子重力不計，求：（1）粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍.（2）如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場中運動的最長時間. 1解析：(1)由牛頓第二定律可求得粒子在磁場中運動的半徑qv0Bm，R5.0102 m.(2)由于Rr，要使粒子在磁場中運動的時間最長，則粒子在磁場中運動的圓弧所對應(yīng)的弧長最長，從右圖中可以看出，以直徑ab為弦、R為半徑所作的圓周，粒子運動時間最長，T，運動時間tmT，又sin ，所以tm6.5108 s.(3)R1.5102 m，粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域見答案圖所示(以aO為直徑的半圓加上以a為圓心，aO為半徑所作圓與磁場相交的部分)答案：(1)5.0102 m(2)6.5108 s(3)高考資源網(wǎng)()來源：高考資源網(wǎng)版權(quán)所有：高考資源網(wǎng)(www.k s 5 )2.解析:（1）若粒子速度為v0，則qv0B=m,所以有R=設(shè)圓心在O1處對應(yīng)圓弧與ab邊相切，相應(yīng)速度為v1，則R1+R1sin =將R1=代入上式可得，v01=類似地，設(shè)圓心在O2處對應(yīng)圓孤與cd邊相切，相應(yīng)速度為v02，則R2-R2sin =將R2=代入上式可得，v02=所以粒子能從ab邊上射出磁場的v0應(yīng)滿足v0(2)由t=T及T=可知，粒子在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角越大，在磁場中運動的時間也越長.由圖可知，