高考一輪復(fù)習(xí)磁場(chǎng)(第二單元洛侖茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、高考一輪復(fù)習(xí) 磁場(chǎng)（第二單元 洛侖茲力 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)）考點(diǎn)解讀典型例題知識(shí)要點(diǎn)一、洛侖茲力1定義：洛侖茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力2大?。篎=qvB（此式只適用于電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直的情況若兩方向成角，洛侖茲力大小為F=qvBsin，當(dāng)=00時(shí)，F(xiàn)=0；當(dāng)=900時(shí)，F(xiàn)=qvB）3方向：由左手定則判定(注意正、負(fù)電荷的不同)F一定垂直B與v所決定的平面，但B與v不一定垂直4特點(diǎn)：(1)不論帶電粒子在磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)，因?yàn)镕v，故F一定不做功只改變速度的方向，因而不改變速度的大小，所以運(yùn)動(dòng)電荷垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅受洛侖茲力時(shí)，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(2)F與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)速度變化會(huì)

2、引起F的變化，對(duì)電荷進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析時(shí)應(yīng)注意(例1)二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(不計(jì)其它力的作用)1若帶電粒子初速方向與磁場(chǎng)方向共線，則做勻速直線運(yùn)動(dòng)2若帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(1)向心力由洛侖茲力提供：Bqv=m；(2)軌道半徑R=，周期T=等(例2針對(duì)1)三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1復(fù)合場(chǎng)是指磁場(chǎng)與電場(chǎng)共存的場(chǎng)，或電場(chǎng)與重力場(chǎng)共存的場(chǎng)，或磁場(chǎng)與重力場(chǎng)共存的場(chǎng)，或磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)共存的場(chǎng)2基本運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：若帶電粒子受合外力為零，它將處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若帶電粒子受合外力只充當(dāng)向心力，它將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；若帶電粒子受合外力恒定，它將做勻變速運(yùn)動(dòng)；若帶電

3、粒子合外力不恒定，它將做非勻變速運(yùn)動(dòng)3復(fù)合場(chǎng)的重要應(yīng)用：速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器、霍爾效應(yīng)、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)等(例3、4針對(duì)2、3)疑難探究四、帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定1圓心的確定一般有以下四種情況：已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上兩點(diǎn)的速度方向，作這兩速度的垂線，交點(diǎn)即為圓心已知粒子入射點(diǎn)、入射方向及運(yùn)動(dòng)軌跡上的一條弦，作速度方向的垂線及弦的垂直平分線，交點(diǎn)即為圓心已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩條弦，作出兩弦垂直平分線，交點(diǎn)即為圓心已知粒子在磁場(chǎng)中的入射點(diǎn)、入射方向和出射方向(不一定在磁場(chǎng)中)，延長(zhǎng)(或反向延長(zhǎng))兩速度方向所在直線使之成一夾角，作出這一夾角的角平分線，角平分

4、線上到兩直線距離等于半徑的點(diǎn)即為圓心2半徑的確定和計(jì)算圓心找到以后，自然就有了半徑，半徑的計(jì)算一般是利用幾何知識(shí)，常用解三角形的方法及圓心角等于圓弧上弦切角的兩倍等知識(shí)3在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定利用圓心角和與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于360計(jì)算出圓心角的大小，由公式t=可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間有時(shí)也用弧長(zhǎng)與線速度的比t=如圖8-2-1所示，在上述問(wèn)題中經(jīng)常用到以下關(guān)系：圖8-2-1速度的偏向角等于AB所對(duì)的圓心角偏向角與弦切角的關(guān)系為：1800，=3600一2圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱規(guī)律：如從同一直線邊界射入的粒子，再?gòu)倪@一邊射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射

5、出4帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題如何處理？(1)剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)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(zhǎng)越長(zhǎng)，軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)(例5例6針對(duì)7)五、電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電荷作用的區(qū)別1電荷在電場(chǎng)中一定要受到電場(chǎng)力的作用，而電荷在磁場(chǎng)中不一定受磁場(chǎng)力作用只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)不平行的電荷才受磁場(chǎng)力的作用，而相對(duì)磁場(chǎng)靜止的電荷或雖運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行的電荷則不受磁場(chǎng)力作用2電場(chǎng)對(duì)電荷作用力的大小僅決定于場(chǎng)強(qiáng)E和電荷量q，即F=qE，而磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電荷量q有關(guān)，還與電荷運(yùn)動(dòng)速度的大小v及

6、速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，即F=qvBsin3電荷所受電場(chǎng)力的方向總是沿著電場(chǎng)線的切線(與電場(chǎng)方向相同或相反)，而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向(即垂直于磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面)4電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功(電荷在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)除外)，而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功(針對(duì)4、5、6)六、帶電粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題由于多種因素的影響，使問(wèn)題形成多解多解形成的原因一般包含下述幾個(gè)方面：1帶電粒子電性不確定形成多解受洛侖茲力作用的帶電粒子，可能帶正電荷，也可能帶負(fù)電荷，在相同的初速度下，正、負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

7、軌跡不同，導(dǎo)致形成雙解2磁場(chǎng)的方向不確定形成多解有些題目只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，有時(shí)必須要考慮因磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成的雙解3臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛侖茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過(guò)去了，也可能轉(zhuǎn)過(guò)1800從入射界面這邊反向飛出，于是形成多解4運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性形成多解帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于某些因素的變化，例如磁場(chǎng)方向反向或者速度方向突然反向等，往往運(yùn)動(dòng)具有往復(fù)性，因而形成多解七、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題如何處理?1首先要弄清是一個(gè)怎樣的復(fù)合場(chǎng)，是磁場(chǎng)與電場(chǎng)的復(fù)合，還是磁場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合，還是磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)的

8、復(fù)合；其次，要正確地對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析在進(jìn)行受力分析時(shí)要注意洛倫茲力方向的判定方法左手定則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析時(shí)，要特別注意洛倫茲力特點(diǎn)始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功；最后，選擇合適的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是電磁學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的結(jié)合，分析方法和力學(xué)問(wèn)題的分析方法基本相同，不同之處是多了電場(chǎng)力和洛侖茲力因此，帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題要注意電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用特點(diǎn)，如電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，洛倫茲力方向始終和運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，永不做功等3電子、質(zhì)子、離子等微觀粒子無(wú)特殊說(shuō)明一般不計(jì)重力；帶電小球、塵埃、油滴、液滴等帶電顆粒無(wú)特殊說(shuō)明一般計(jì)重力；如果有具體

9、數(shù)據(jù)，可通過(guò)比較確定是否考慮重力（例7針對(duì)8）【例1】一個(gè)質(zhì)量m=0.1g的小滑塊，帶有q=510-4c的電荷，放置在傾角a=300光滑斜面上(絕緣)，斜面置于B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖9-2-2所示，小滑塊由靜止開(kāi)始沿斜面滑下，其斜面足夠長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開(kāi)斜面求：(1)小滑塊帶何種電荷?(2)小滑塊離開(kāi)斜面的瞬時(shí)速度多大?(3)該斜面的長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)?(g=10ms2)圖8-2-2 【例2】一細(xì)束相同粒子構(gòu)成的粒子流，重力不計(jì)，每個(gè)粒子均帶正電，電荷量為q，其粒子流的定向運(yùn)動(dòng)形成的電流強(qiáng)度為I，當(dāng)這束粒子流從坐標(biāo)(0，L)的a點(diǎn)平行x軸射人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B

10、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域又從x軸上b點(diǎn)射出磁場(chǎng)，速度方向與x軸夾角為600，最后打在靶上，如圖8-2-3所示，并把動(dòng)能全部傳給靶，測(cè)得靶每秒鐘獲得能量為E，試求每個(gè)粒子的質(zhì)量圖8-2-3 【例3】如圖8-2-4所示為質(zhì)譜儀的示意圖速度選擇器部分的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E=1.2105vm，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B1=0.6 T偏轉(zhuǎn)分離器的磁感強(qiáng)度為B2=08T求：(1)能通過(guò)速度選擇器的粒子速度多大?(2)質(zhì)子和氘核進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器后打在照相底片上的條紋之間的距離d為多少?圖8-2-4【例4】20世紀(jì)40年代，我國(guó)物理家朱洪元先生提出電子在加速器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)“同步輻射光”，光的頻率是電子的回轉(zhuǎn)頻率的n倍，現(xiàn)

11、在“同步輻射光”已被應(yīng)用于大規(guī)模的集成電路工藝中，設(shè)同步輻射光頻率為f，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，則： 1加速器磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度B為多少? 2若電子回轉(zhuǎn)半徑為R，則它的速率是多少?【例5】如圖8-2-5所示，一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是300，則電子的質(zhì)量是_，穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間是_圖8-2-5【例6】在直徑為d 的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于圓面指向紙外，一電荷量為q，質(zhì)量為m的粒子，從磁場(chǎng)區(qū)域的一條直徑AC 上的A 點(diǎn)射入磁場(chǎng)，其速度大小為v0，方向與 AC 成 角，若此粒子恰能打在磁場(chǎng)區(qū)域圓周的D

12、 點(diǎn)，AD與AC 的夾角為 ，如圖8-2-6所示。求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的大小。圖8-2-6s【例7】 如圖8-2-7所示，足夠長(zhǎng)的絕緣斜面與水平面間的夾角為（sin=0.6），放在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E=50V/m，方向水平向左，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。一個(gè)帶電量q=+4.010-2C，質(zhì)量m=0.40kg的光滑小球，以初速v0=20m/s從斜面底端A沖上斜面，經(jīng)過(guò)3s離開(kāi)斜面，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。（取g=10m/s2）。 圖8-2-7典型例題答案 13【例1】解析：(1)小滑塊沿斜面下滑過(guò)程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛倫茲力F，若要小滑塊離開(kāi)斜面，洛倫茲力F方向

13、應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶有負(fù)電荷(2)小滑塊沿斜面下滑時(shí)，垂直斜面方向的加速度為零，即有Bqv+FN-mgcos=0當(dāng)FN=0時(shí)，小滑塊開(kāi)始脫離斜面，所以V=m/s=2m/s3.4m/s(3)下滑過(guò)程中，只有重力做功，由動(dòng)能定理：mgssin=斜面的長(zhǎng)度至少應(yīng)是s= =m=1.2m說(shuō)明：該題是洛倫茲力與力學(xué)知識(shí)結(jié)合的題目，考查左手定則及平衡條件應(yīng)用、洛倫茲力大小計(jì)算及洛倫茲力不做功等知識(shí)的綜合應(yīng)用解此題時(shí)要注意，滑塊受的洛倫茲力雖然是變力，但運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)【例2】解析：粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖8-2-8所示，由圖可知，軌道半徑R=2L，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

14、的向心力是洛侖茲力圖8-2-8 有qvB=m Ek=mv2=2q2B2L2/m帶電粒子形成電流I=Nq，單位時(shí)間內(nèi)打在靶上的粒子數(shù)為N=，由題意有E=NEk即E=得m=說(shuō)明：已知粒子進(jìn)磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)的點(diǎn)，確定粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑、軌跡的方法：粒子進(jìn)磁場(chǎng)的點(diǎn)和出磁場(chǎng)的點(diǎn)均在圓周上，連接這兩點(diǎn)的線段就是圓上的弦，作弦的垂直平分線交于進(jìn)磁場(chǎng)點(diǎn)洛侖茲力方向直線上的點(diǎn)就是圓心，由圓心和半徑即可求粒子的軌跡，進(jìn)一步求出偏轉(zhuǎn)角(帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的偏轉(zhuǎn)角就是軌跡所對(duì)的圓心角)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，可確定帶電粒子的半徑，再由半徑確定帶電粒子的動(dòng)能表

15、達(dá)式由電流強(qiáng)度的定義和靶每秒鐘獲得能量為E等關(guān)系式尋找粒子質(zhì)量的表達(dá)式【例3】解析：粒子通過(guò)速度選擇器時(shí)，所受電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力方向相反、大小相等，粒子可勻速穿過(guò)速度選擇器由于質(zhì)子和氘核以相同速度進(jìn)入磁場(chǎng)后，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，打在兩條不同的條紋上(1)能通過(guò)速度選擇器的粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力等大反向 即eB1v=eEv=m/s=2105m/s(2)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)B2后做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力eB2v=m R= 設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為m，則氘核質(zhì)量為2m， d=2一2=5.2l0-3m說(shuō)明：質(zhì)譜儀，回旋加速器，電磁流量計(jì)，磁流體發(fā)電機(jī)等都是利用帶電粒子在附加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)例應(yīng)在弄清其基本原理的基

16、礎(chǔ)上利用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算.【例4】解析：(1)依題意，電子回旋頻率為， 因此電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T= 由牛頓第二定律得Bve=m 而=2/T 所以B= (2)若電子回旋半徑為R，則運(yùn)動(dòng)速率為 V=R=R=【例5】解析：電子射入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于洛侖茲力與速度垂直且指向圓心，過(guò)圓弧上A、B兩點(diǎn)做法線交于O點(diǎn)，O點(diǎn)即為圓心由幾何知識(shí)可知，弧所張圓心角為300則圓半徑r=dsin300=2d，又r=mv/qB,故可求得m=2eBdv電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=T=說(shuō)明：解此題的關(guān)鍵是確定帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算半徑，畫好圖.【例6】解析：設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R

17、，則有.圓軌道的圓心O在過(guò)A點(diǎn)與v0方向垂直的直線上，它到A點(diǎn)的距離為R，如圖8-2-9所示，AD是圓軌道的弦，故有OAD=ODA ，用表示此角度，由幾何關(guān)系知：2Rcos= ,+= ，解式得，代入式得.圖8-2-9【例7】解析：由于小球受到的磁場(chǎng)力必定與它的運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，由一開(kāi)始小球在斜面上運(yùn)動(dòng)而3秒后離開(kāi)斜面，則可以判定小球初始時(shí)受的磁場(chǎng)力的方向?yàn)榇怪庇谛泵嫦蛳拢?dāng)然，也可以由左手定則直接判斷，也就是說(shuō)，題中如果不給出小球帶的電荷類型，也可以判斷出來(lái)。小球沿斜面向下的加速度由電場(chǎng)力F=Eq=2N和重力G=mg=4 N唯一決定，為Fsin+mgcos= ma所以a=10m/s，所以3秒小

18、球的速度為v=20m/s103m/s = 10 m/s，方向?yàn)檠匦泵嫦蛳拢@時(shí)，小球受的磁場(chǎng)力為沿與斜面垂直方向向上，大小為F1=qvB，小球剛好離開(kāi)斜面意味著此時(shí)小球剛好受斜面的彈力為0。于是由沿斜面垂直方向上的受力平衡，不難得出F1+Fsin=Gcos解得B=5T 針對(duì)練習(xí) 1 電子在通電直導(dǎo)線下方以速度v通過(guò)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)如圖8-2-10其運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)當(dāng)是_圖8-2-102如圖8-2-11所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差U、電流I和B的關(guān)

19、系為UKIB/d，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場(chǎng)的洛侖茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場(chǎng)橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛侖茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛侖茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差設(shè)電流I是電子的定向流動(dòng)形成的，電子的平均定向速度為v，電量為e，回答下列問(wèn)題：(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢(shì)_下側(cè)面A的電勢(shì)(填高于、低于或等于)(2)電子所受洛侖茲力的大小為_(kāi)(3)當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢(shì)差為U時(shí)，電子所受靜電力的大小為_(kāi)(4)由靜電力和洛侖茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)為K1/ne，

20、其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個(gè)數(shù)圖8-2-113設(shè)空間存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖8-2-12所示已知一離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開(kāi)始自a點(diǎn)沿曲線acb運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b時(shí)速度恰為零，c點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)軌跡的最低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說(shuō)法正確的是( )圖8-2-12A離子必帶正電荷Ba點(diǎn)和b點(diǎn)位于同一高度C離子經(jīng)c點(diǎn)時(shí)速度最大D離子到b點(diǎn)后，將沿原路返回a點(diǎn)4如圖8-2-13所示，質(zhì)量為m，電量為q的帶電粒子從平行板電容器左側(cè)一端的中點(diǎn)處以速度v0沿垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入電容器，恰能從下邊緣處飛出，飛出時(shí)速度大小為v1，若其他條件不變，而在電容器內(nèi)加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁

21、場(chǎng)，則帶電粒子恰能從上極板邊緣處飛出，飛出時(shí)速度為v2，不計(jì)粒子的重力，則以下速度關(guān)系正確的是( )A2vo=v1+v2 Bv0=Cv0= Dv0v1=v2圖8-2-13 5如圖8-2-14所示，空間分布著圖示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E(寬為L(zhǎng))和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，一帶電粒子質(zhì)量為m，電量為q,(不計(jì)重力)從A點(diǎn)由靜止釋放后經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回A點(diǎn)而重復(fù)前述過(guò)程求中間磁場(chǎng)的寬度d和粒子的運(yùn)動(dòng)周期（虛線為磁場(chǎng)分界線，并不表示有什么障礙物）圖8-2-14圖8-2-156如圖8-2-15所示，絕緣細(xì)線拴住一帶負(fù)電的小球，在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。則正

22、確的說(shuō)法是 （ ）A當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí)，線的張力一定最??； B當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)b時(shí)，小球的速度一定最大；C小球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D小球不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)7如圖8-2-16所示，M、N、P為很長(zhǎng)的平行邊界面，M、N與N、P間距分別為L(zhǎng)1、L2，其間分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1和B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，I和磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，B1B2，有一帶正電的粒子，電量為q，質(zhì)量為m，以大小為v0的速度垂直邊界M及磁場(chǎng)方向射入MN間的磁場(chǎng)區(qū)域討論粒子初速度v0應(yīng)滿足什么條件，才可穿過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域(不計(jì)粒子重力)？圖8-2-168在如圖8-2-17中甲圖所示的區(qū)域里，存在垂直紙面指向紙外的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2mq的勻

23、強(qiáng)磁場(chǎng)；在豎直方向存在隨時(shí)間交替變化的如乙圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E0=mg/q，已知豎直向上為正方向一傾角為長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面豎直放于其中，斜面上一帶正電小球(質(zhì)量為m、帶電量為q)從t=0時(shí)刻由靜止開(kāi)始沿斜面下滑設(shè)第一秒內(nèi)小球不會(huì)脫離斜面，求：前兩秒內(nèi)小球離開(kāi)斜面的最大距離圖8-2-17_ 單元達(dá)標(biāo) 1如圖8-2-18正、負(fù)電子垂直磁場(chǎng)方向沿與邊界成=300角的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為 ( )A1：1 B1：2 C1：5 D1：6圖8-2-182如圖8-2-19所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，有兩個(gè)質(zhì)量和電量相同的正、負(fù)離子，從O點(diǎn)以相同的速

24、度射入磁場(chǎng)中，射入方向均與邊界成角，若不計(jì)重力，則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中( )圖8-2-19A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同B運(yùn)動(dòng)的軌道半徑相同C重新回到邊界時(shí)速度大小和方向都相同D重新回到邊界的位置與O點(diǎn)距離相等3如圖8-2-20所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)光滑絕緣的“”形軌道，兩軌道的傾角相等，帶等量負(fù)電荷的小球A、B同時(shí)從軌道頂部無(wú)初速度下滑，則下列說(shuō)法正確的是()圖8-2-20A兩球沿軌道下滑的加速度大小相等B經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，B球離開(kāi)軌道C兩球沿軌道下滑時(shí)速率始終相等D經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，A球?qū)㈦x開(kāi)軌道4如圖8-2-21所示，虛線框內(nèi)為一長(zhǎng)方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有垂直于長(zhǎng)方形指向紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一束質(zhì)子以

25、不同的速度從O點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向沿著圖示的方向射人磁場(chǎng)后，分別從a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)射出磁場(chǎng)，比較它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間是( )圖8-2-21Ata=tb=tc BtatbtctdCta=tbtctctd5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖茲力的作用，運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)對(duì)地球上的生命來(lái)說(shuō)有十分重要的意義，從太陽(yáng)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(chǎng)的存在改變了帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球上的生物起到了保護(hù)作用如圖8-2-22所示為地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線作用的示意圖現(xiàn)有來(lái)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8-

26、2-22A豎直向下沿直線射回地面B相對(duì)于原直線運(yùn)動(dòng)方向向東偏轉(zhuǎn)C相對(duì)于原直線運(yùn)動(dòng)方向向西偏轉(zhuǎn)D相對(duì)于原直線運(yùn)動(dòng)方向向北偏轉(zhuǎn)6如圖8-2-23所示，在x0、y0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于oxy平面向里，大小為B現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子，在x軸上到原點(diǎn)O的距離為x0的P點(diǎn)，以平行于y軸的初速度垂直于磁場(chǎng)的方向射入此磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場(chǎng)不計(jì)重力的影響，由這些條件可知( )A可以確定粒子通過(guò)y軸時(shí)的位置B可以確定粒子速度的大小C可以確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間D以上三個(gè)判斷都不對(duì)圖8-2-237回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是用分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在越過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖8-2-24所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說(shuō)法中正確的是A增大電場(chǎng)的加速電壓B增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)