3.6带电粒子在匀强磁场中的运动课件.pptVIP

【解析】粒子在磁场中运动时间不变，随着速率增加，粒子在电场中的运动时间缩短，由第（2）问的解答可知电场强度大小的变化规律，所以图象如图所示. 【典例4】如图是等离子体发电机示意图，平行金属板间匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T，两板间距离为20 cm，要使输出电压为220 V，则等离子体垂直射入磁场的速度v=_______,a是电源的_______极. 【思路点拨】解答本题时应把握以下两个关键点: 【标准解答】平衡后等离子体在平行金属板间做匀速直线运动，得 qvB=Eq ① E= ② 由①②两式解得v= = m/s=2 200 m/s 由左手定则判断正电荷向上偏转到上极板，故a为电源的正极. 答案：2 200 m/s 正 考题感知初探 1.（2009·安徽高考）如图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹.云室放置在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里.云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用.分析此径迹可知粒子（ ） A.带正电,由下往上运动 B.带正电,由上往下运动 C.带负电,由上往下运动 D.带负电,由下往上运动 【解析】选A.由于金属板的阻挡，粒子速率减小，粒子穿过金属板后做圆周运动的半径减小，故粒子由下向上运动，A对，B错.由照片看出，粒子向左偏转，据左手定则可以确定粒子带正电，C、D错. 2.（2009·北京高考）如图所示的 虚线区域内，充满垂直于纸面向里 的匀强磁场和竖直向下的匀强电场. 一带电粒子a（不计重力）以一定 的初速度由左边界的O点射入磁场、 电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出.若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（ ） A.穿出位置一定在O′点下方 B.穿出位置一定在O′点上方 C.运动时，在电场中的电势能一定减小 D.在电场中运动时，动能一定减小 【解析】选C.粒子a沿直线运动，说明电场力与洛伦兹力等大反向，O、O′在同一水平线上，但由于不能确定粒子a的带电性，去掉磁场后，不能确定电场力方向，也就不能确定b粒子向哪偏转，b到达右边界的位置不能确定，A、B错.但b在偏转过程中，电场力一定对它做正功，其电势能减小，动能增加，C对，D错. 3.（2010·广州高二检测）如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的（ ） A.速度 B.质量 C.电荷量 D.比荷 【解析】选A、D.离子束在区域Ⅰ中不偏转，一定是 qE=qvB，v= ，A正确.进入区域Ⅱ后，做匀速圆周运动 的半径相同，由r= 知，因v、B相同，只能是比荷相 同，故D正确，B、C错误. 4.（2010·厦门高二检测）在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出.求： （1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′与B的比值？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？ 【解析】(1)带电粒子从C处沿+y方向飞 出，过A、C分别作xy轴的垂线相交于O1, O1就是粒子作圆周运动的圆心．由左手 定则可知粒子带负电荷．粒子作圆周运 动的半径为R=r，由 ，得 比荷： (2)若带电粒子出磁场时的速度方 向相对于入射方向改变了 60°角, 画出示意图. 粒子作圆周运动的半径为R′， R′=rcot30°= r， 由qvB′= ,得：B′= B， ，在磁场中运动时间 . 5.（2010·长春高二检测）一个质量为m，电荷量为-q，不计重力的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限.求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）穿过第一象限的时间. 【解析】（1）作出带电粒子做圆周运 动的圆心和轨迹，由图中几何关系 知：Rcos30°=a，得：R= Bqv= 得： （2）