高考物理二轮总复习精品课件 专题分层突破练8 磁场 带电粒子在磁场中的运动 (7).ppt

12345678910111212345678910111210.(多选)(2023湖南长沙模拟)地磁场对宇宙高能粒子有偏转作用,从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图所示,O为地球球心、R为地球半径。地磁场只分布在半径为R和2R的两边界之间的圆环区域内,磁感应强度大小均为B,方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m、电荷量均为q,不计粒子的重力及相互作用力。下列说法正确的是()A.粒子无论速率多大均无法到达MN右侧地面BD123456789101112123456789101112地面;而在对着O处以上的方向入射的粒子,因为向上偏转,均不能到达地面;而在对着O处以下的方向入射的粒子均会到达地面。综上所述,入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达地面,故D正确。12345678910111211.(2023湖南岳阳二模)如图所示,直线MN上方存在着范围足够大的匀强磁场,在边界上的O点垂直于磁场且垂直于边界方向同时发射两个相同的粒子1和2,其中粒子1经过A点,粒子2经过B点。已知O、A、B三点在一条直线上,且lOA∶lAB=3∶2,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,求:(1)两个粒子的速率之比;(2)两个粒子经过A点和B点的时间差。答案(1)3∶5(2)0123456789101112解析(1)设∠NOB=θ,粒子1和2的轨道半径为r1、r2,粒子1的轨迹如图所示根据几何关系可得lOA=2r1cosθ同理可得lOB=2r2cosθ由题意可得lOA∶lOB=3∶5故r1∶r2=3∶512345678910111212345678910111212.(2023广东茂名二模)图甲是医用肿瘤化疗装置,其原理如图乙所示,利用在O点沿y轴正方向射出的高能质子束对肿瘤病灶精准打击从而杀死癌细胞。实际中,质子束的运动方向并不是严格沿y轴而是与y轴有一个很小的偏角,呈发散状。为此加一个方向沿y轴正向、磁感应强度大小为B的匀强磁场,使得质子参与两种运动,沿y轴方向的直线运动和垂直y轴的平面内的圆周运动。为研究方便,用垂直y轴足够大的显示屏表示病人,癌细胞位于屏上,从O点射出的质子速度为v,质量为m,电荷量为q,所有质子与y轴正方向偏差角均为θ,不考虑质子重力和空气阻力。123456789101112(1)沿y轴方向的直线运动的速度大小是否变化?请简述理由。(2)当显示屏离O点距离为多大时,所有的质子会汇聚于一点?(3)移动显示屏,屏上出现一亮环,当屏到O点的距离为时,亮环半径多大?在移动显示屏过程中,最大亮环的面积是多少?123456789101112解析(1)速度大小不变,y轴方向与磁场平行,沿y轴方向不受磁场力。(2)y轴方向有L=vcosθ·t质子做圆周运动,有123456789101112本课结束专题分层突破练8磁场带电粒子在磁场中的运动123456789101112A组基础巩固练1.(多选)(2023湖南湘潭模拟)如图所示,在截面为圆的绝缘弹性长管内表面两相互垂直的直径两端分别固定有四根轻质平行长直导线a、b、c、d,导线中通有大小相等的电流I,电流方向如图所示。每根长直导线单独存在时,在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小均为B==B0(k为常量,r为圆心到导线的距离),此时O处的磁感应强度大小为B1。若只解除导线d的固定,其他条件不变,在弹性长管发生形变后,O处的磁感应强度大小为B2,则关于B1和B2,下列说法正确的是()A.B1=2B0,方向沿ab方向B.B1=0C.B1B2,方向均沿ab方向D.B1B2,方向均沿ba方向AC123456789101112解析由安培定则判断四根固定直导线在圆心O处产生磁场的磁感应强度的大小为B1=2B0,方向沿ab方向,A正确,B错误;若只解除导线d的固定,由两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”,可知导线d将沿圆的直径cd向上移动,导线d到圆心O的距离变大,稳定后,其在O处产生磁场的磁感应强度小于B0,方向仍沿ab方向,此时B22B0,故B1B2,方向均沿ab方向,C正确,D错误。1234567891011122.(多选