8、第2講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用

1、隨堂鞏固提升1(2012北京高考)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值()A與粒子電荷量成正比B與粒子速率成正比C與粒子質(zhì)量成正比 D與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比解析：選D由電流概念知，該電流是通過(guò)圓周上某一個(gè)位置(即某一截面)的電荷量與所用時(shí)間的比值。若時(shí)間為帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，則公式Iq/T中的電荷量q即為該帶電粒子的電荷量。又Teq f(2m,qB)，解出Ieq f(q2B,2m)。故只有選項(xiàng)D正確。2(2012廣東高考)質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)行的半圓軌跡如圖

2、8216中虛線所示，下列表述正確的是()圖8216AM帶負(fù)電，N帶正電BM的速率小于N的速率C洛侖茲力對(duì)M、N做正功DM的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間解析：選A根據(jù)左手定則可知N帶正電，M帶負(fù)電，A正確；因?yàn)閞eq f(mv,Bq)，而M的半徑大于N的半徑，所以M的速率大于N的速率，B錯(cuò)；洛倫茲力永不做功，所以C錯(cuò)；M和N的運(yùn)行時(shí)間都為teq f(m,Bq)，所以D錯(cuò)。3. (2011浙江高考)利用如圖8217所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng)。一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有

3、不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d 的縫射出的粒子，下列說(shuō)法正確的是()圖8217A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為eq f(qB(3dL),2m)C保持 d 和 L 不變，增大 B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大D保持 d 和 B 不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大解析：選BC由左手定則和粒子的偏轉(zhuǎn)情況可以判斷粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)；根據(jù)洛倫茲力提供向心力qvBeq f(mv2,r)可得veq f(qBr,m)，r越大v越大，由圖可知r最大值為rmaxeq f(3dL,2)，選項(xiàng)B正確；又r最小值為rmineq f(L,2)，將r的最大

4、值和最小值代入v的表達(dá)式后得出速度之差為veq f(3qBd,2m)，可見(jiàn)選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 4(2011海南高考)空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖8218中的正方形為其邊界。一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子，不計(jì)重力。下列說(shuō)法正確的是()圖8218A入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大解析：選BD粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓

5、周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，即qvBmeq f(v2,r)，則軌跡半徑req f(mv,qB)，周期Teq f(2r,v)eq f(2m,qB)。由于粒子的比荷相同，入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同，選項(xiàng)B正確；入射速度不同的粒子，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能相同，比如，速度較小的粒子會(huì)從磁場(chǎng)的左邊界飛出，都運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，而它們的周期相同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，進(jìn)而可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于所有粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，故在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大，選項(xiàng)D正確。5如圖8219所示，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30角的同樣速度v射入磁場(chǎng)(電子質(zhì)量為m、電荷量為e)，它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？圖8219解析：由公式知，它們的半徑和周期是相同的，只是偏轉(zhuǎn)方向相反。先確定圓心，畫出半徑，由對(duì)稱性知：射入