高三復(fù)習(xí)磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用2

高三復(fù)習(xí)磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用2第一頁，共21頁。如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，ab是圓的直徑，一不計(jì)重力的帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場，速度大小為v，當(dāng)速度方向與ab成30°角時(shí)，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長，且為t；若相同的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場，也經(jīng)時(shí)間t飛出磁場，則其速度大小為

1、粒子可能在磁場中做完整的圓嗎？2、粒子的圓半徑與區(qū)域圓半徑的關(guān)系？3、時(shí)間最長后面的故事時(shí)間最長—在磁場中的圓弧弦最長第一頁第二頁，共21頁。如圖所示，OM的左側(cè)存在范圍足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，ON（在紙面內(nèi)）與磁場方向垂直且∠NOM=600，ON上有一點(diǎn)P，OP=L。P點(diǎn)有一粒子源，可沿紙面內(nèi)各個(gè)方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力），速度均為πm/6qB，則粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為時(shí)間最短—在磁場中的圓弧弦最短..............OP.NMπm/2qB過P作OM的垂線，則此線最短，為粒子圓弧弦第二頁第三頁，共21頁。圖中磁場分布在以P為圓心，半徑為3R的圓周內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外；內(nèi)有半徑為R的圓盤（圓心在P處)。從M點(diǎn)以某一速率向右側(cè)各個(gè)方向射人偏轉(zhuǎn)磁場，則粒子從M點(diǎn)到達(dá)圓盤的最短時(shí)間是多少(粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2R)？...............RP.M3R第三頁第四頁，共21頁。如圖，在邊長為L的等邊三角形ACD區(qū)域內(nèi)，存在垂直于所在平面向里的勻強(qiáng)磁場．大量的質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以相同速度（速度大小未確定）沿垂直于CD的方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后三條邊均有粒子射出，其中垂直于AD邊射出的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0．不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用．求：（1）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；（2）要確保粒子能從CD邊射出，射入的最大速度；（3）AC、AD邊上可能有粒子射出的范圍

⑵軌跡與AC、AD相切時(shí)，粒子從CD射出，半徑最大，速度為最大值

(1)圓心角為600第四頁第五頁，共21頁。軌跡與AD邊的交點(diǎn)F恰在圓心O正上方時(shí)，射出的粒子距D點(diǎn)最遠(yuǎn)。粒子射出的范圍為DF段，軌跡與AC相切時(shí)，從AC邊射出的粒子距C最遠(yuǎn)

為使粒子能從CD邊飛出磁場，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小應(yīng)滿足什么條件？第五頁第六頁，共21頁?！痢痢痢痢痢痢链啪劢梗喊霃綖镽的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的磁場A平行射入磁場的相同帶電粒子，都從磁場邊界的同一點(diǎn)射出從磁場邊界的同一點(diǎn)射入的相同帶電粒子，都平行磁場射出×××××××A×××××××A×××××××A×××××××A第六頁第七頁，共21頁。如圖所示，AOB為一個(gè)邊界為四分之一圓的勻強(qiáng)磁場，O點(diǎn)為圓心，D點(diǎn)為邊界OB的中點(diǎn)，C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn)，且CD平行AO．現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場（不計(jì)粒子重力），其中粒子1從A點(diǎn)正對(duì)圓心射入，恰從B點(diǎn)射出，粒子2從C點(diǎn)沿CD射入，從某點(diǎn)離開磁場，則可判斷

A．粒子2在BC之間某點(diǎn)射出磁場B．粒子2必在B點(diǎn)射出磁場C．粒子1與粒子2在磁場中的運(yùn)行時(shí)間之比為3：2D．粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度應(yīng)相同BC.O1.O1.O2第七頁第八頁，共21頁。圓形區(qū)域的磁場與坐標(biāo)軸相切與P、Q兩點(diǎn)，粒子從p點(diǎn)正對(duì)圓心入射后，從Q點(diǎn)射出。1、若另一相同的粒子從E點(diǎn)豎直射入，且與半徑的夾角為β。求粒子射出磁場的點(diǎn)及其方向2、若從P點(diǎn)同時(shí)射入速率相同但方向不同的粒子，求粒子射出磁場的方向即分布在y軸上的范圍PQE.βyxoabxyo第一象限內(nèi)有一圓形區(qū)域磁場，要是帶電粒子從a點(diǎn)垂直y軸進(jìn)，從b點(diǎn)垂直x軸出，求磁場的最小面積（a<b）第八頁第九頁，共21頁。如圖所示，在xOy平面的第I象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E；第Ⅱ象限內(nèi)有半徑為R的圓分別與x軸、y軸相切于P、Q

兩點(diǎn)，圓內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場．一帶正電的粒子（重力不計(jì)）以速率v0從P點(diǎn)射入磁場后恰好垂直y軸進(jìn)入電場，最后從M（√3R，0）點(diǎn)射出電場，出射方向與x軸正向夾角為α=600，求：

（1）帶電粒子的比荷；

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；

（3）粒子從射入磁場到射出電場的時(shí)間．

第九頁第十頁，共21頁。第十頁第十一頁，共21頁。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿xOy平面射入第一象限內(nèi)，射入時(shí)的速度方向不同，但大小均為v．現(xiàn)在某一區(qū)域內(nèi)加一方向向外且垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若這些電子穿過磁場后都能垂直地射到與y軸平行的熒光屏MN上，求：

（1）電子從y軸穿過的范圍；

（2）熒光屏上光斑的長度；

（3）所加磁場范圍的最小面積×××××××A1）沿x軸正方向射入的電子經(jīng)過y軸上的點(diǎn)距O點(diǎn)最遠(yuǎn)．如圖，此距離為電子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑的2倍．沿y軸正方向射入的電子經(jīng)過y軸上的點(diǎn)距O點(diǎn)最近．如圖，此距離為電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑．3）設(shè)與x軸正方向成θ角的方向射入的電子射出磁場的點(diǎn)為（x，y），因其射出后能垂直打到屏MN上，故有：

x=-Rsinθ

y=R+Rcosθ射出的點(diǎn)組成的邊界：以（0，R）為圓心、R為半徑的圓的一部分所加最小面積的磁場的邊界是以（0，R）為圓心、R為半徑的圓的一部分，如圖中實(shí)線圓弧所圍區(qū)域，所以磁場范圍的最小面積為：第十一頁第十二頁，共21頁。圖為電磁流量計(jì)原理示意圖．在非磁性材料做成的圓形管道上加一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，已知管中有導(dǎo)電液體流過時(shí)，管壁上a、b兩點(diǎn)間的電勢分別為?a、?b，且?a＞?b，管道直徑為D，電流方向向左．則A.管內(nèi)自由電荷運(yùn)動(dòng)方向向左，且為正離子B.管內(nèi)自由電荷運(yùn)動(dòng)方向向右，且為負(fù)離子

C.液體流量

D.液體流量

AC第十二頁第十三頁，共21頁。如圖所示，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，從整體上來說呈電中性）噴射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場區(qū)域有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路．設(shè)氣流的速度為v，氣體的電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）為g，則A、兩板間電勢差為U=BdvB、上板是電源的正極，下板是電源的負(fù)極C、流過電阻的電流I=Bdv/RD、流過電阻的電流I=BdvS/(gsR+d)A＋.-B第十三頁第十四頁，共21頁。如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長為L、寬度為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)S和定值電阻R相連。整個(gè)管道置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場中。管道內(nèi)始終充滿電阻率為ρ的導(dǎo)電液體（有大量的正、負(fù)離子），且開關(guān)閉合前后，液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動(dòng)，液體所受的摩擦阻力不變。（1）求開關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢差大小U0；（2）求開關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差的變化Δp；（3）調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其它量和矩形管道的橫截面S=dh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)的寬高比d/h的值。＋-f△PsF第十四頁第十五頁，共21頁。第十五頁第十六頁，共21頁。在第一象限（含坐標(biāo)軸）內(nèi)有垂直xoy平面周期性變化的均勻磁場，規(guī)定垂直xoy平面向里的磁場方向?yàn)檎艌鲎兓?guī)律如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0，變化周期為T0．某一正粒子質(zhì)量為m、電量為q在t=0時(shí)從0點(diǎn)沿x軸正向射入磁場中。若要求粒子在t=T0時(shí)距z軸最遠(yuǎn)，則B0的值為第十六頁第十七頁，共21頁。如圖甲所示，MN為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個(gè)小孔O、O′正對(duì)，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示。有一群正離子在t=0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場。已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變而產(chǎn)生的電場的影響，不計(jì)離子所受重力。求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小。(2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場，正離子射入磁場時(shí)的速度v0的可能值。MNOO′v0-B0B0T02T0tB第十七頁第十八頁，共21頁。設(shè)垂直于紙面向里的磁場方向?yàn)檎较颉?1)正離子射入磁場，洛倫茲力提供向心力B0qv0=mv02/R做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T0=2

R/v0由上兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=2

m/(qT0)(2)要使正離子從O′孔垂直于N板射出磁場，v0的方向應(yīng)如圖所示，兩板之間正離子只運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期即T0時(shí)，有R=d/4；當(dāng)兩板之間正離子運(yùn)動(dòng)n個(gè)周期，即nT0時(shí)，有R=d/(4n)(n=1,2,3…)。聯(lián)立求解，得正離子的速度的可能值為v0=B0qR/m=

d/(2nT0)(n=1,2,3…)。第十八頁第十九頁，共21頁。如圖所示，M、N、P為很長的平行邊界面，M、N與M、P間距分別為L1、L2，其間分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1和B2的勻強(qiáng)磁場區(qū)，Ⅰ和Ⅱ磁場方向垂直紙面向里，B1≠B2