[高考]2012版高中物理全程复习方略配套课件：选修3-182磁场对运动电荷的作用 沪科版.ppt

【例证4】如图所示为一种质谱仪 工作原理示意图.在以O为圆心， OH为对称轴，夹角为2α的扇形 区域内分布着方向垂直于纸面的 匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M，且OM=d.现有一正离子束以小发散角 （纸面内）从C射出，这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为 的离子都能会聚到D，试求： （1）磁感应强度的大小和方向（提示：可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象）； （2）离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场，其轨道半径和在磁场中的运动时间. 【标准解答】（1）如图所示，设沿CM方向运动的离子在 磁场中做圆周运动的轨道半径为R 由R=d 可得 磁场方向垂直纸面向外. （2）设沿CN方向运动的离子速度大小为v，在磁场中的轨道半径为R′，运动时间为t 由vcosθ=v0得 离子在磁场中做匀速圆周运动的周期 运动时间 对问题分析不全面导致错误 如图所示，长为L的水平板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间的距离为L，质量为m、电荷量为q的正粒子（不考虑重力）,从左边板间中央处垂直磁场以速度v水平射入磁场，要使粒子不打在板上，求粒子速度的大小. 【易错分析】在解答本题时易犯错误具体分析如下 【正确解答】要使粒子不打在板上,那么粒子经过磁场后，可在板的右侧或者左侧穿出磁场，依据题意.粒子打在板上的临界状态，如图所示，即从板左侧B点或者右侧A点穿出磁场. 根据几何关系： ① ② 由牛顿第二定律得： ③ ④ 解得其临界值分别为： 故粒子打不到板上的速度分别为 或 正确答案： 或 1.(2011·徐州模拟)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 室旋转在匀强磁场中，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.粒子穿过金属板后，速度变小，由半径公式 可知，半径变小，粒子运动方向为由下向上； 又由于洛伦兹力的方向指向圆心，由左手定则，粒子带 正电.故选A. 2.(2011·济南模拟)如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是( ) A.a粒子速率最大 B.c粒子速率最大 C.c粒子在磁场中运动时间最长 D.它们做圆周运动的周期Ta＜Tb＜Tc 【解析】 3.(2011·深圳模拟)如图所示的是电视机显像管及其偏转线圈L，如果发现电视画面幅度比正常时偏大，可能是因为 （ ） A.电子枪发射能力减弱，电子数减少 B.加速电场电压过低，电子速率偏小 C.偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少 D.偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱 【解析】选B.电子偏转的半径与电子数无关，A错误；根据 知， 故v越小，电子在磁场中偏转半径越小，通过磁场区域时，偏转角越大，B正确；B越小，r越大，偏转角度越小，故C、D错误. 4.（2010·海南高考）如图所示， 左边有一对平行金属板，两板相距 为d，电压为U；两板之间有匀强磁 场，磁感应强度大小为B0，方向与 金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里.一电荷量为q的正离子沿平行于金属板 面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的G点射出.已知弧FG所对应的圆心角为θ，不计重力.求： (1)离子速度的大小； (2)离子的质量. 【解析】(1)由题设知，离子在平行金属板之间做匀速 直线运动，它所受的洛伦兹力和向下的电场力平衡： qvB0=qE0.式中，v是离子运动速度的大小，E0是平行金属 板之间的匀强电场的强度，由 解得 ①（1分）