人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 安培力与洛伦兹力 分层作业5 带电粒子在有界匀强磁场中运动的临界和多解问题.ppt

1234567891011B组关键能力提升练9.(2024四川巴中高二期末)如图所示,纸面内有直角坐标系xOy。匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度的大小为1T。现有一个位于O点的放射源,能从O点向纸面内各个方向射出速度大小均为v=5.0×106m/s的带负电的粒子。在与y轴距离为12cm处放一足够长平行于y轴的感光棒PQ,粒子打在上面即被吸收。已知粒子的比荷大小=5.0×107C/kg,则下列感光棒PQ上的各点中,不会被粒子打中的是()A.(12cm,9cm) B.(12cm,10cm)C.(12cm,-9cm) D.(12cm,-10cm)D1234567891011解析粒子带负电,根据左手定则知粒子在磁场中沿顺时针方向做圆周运动,设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,由洛伦兹力提供向心力可得123456789101110.(2024甘肃张掖高台县第一中学高二校考)如图所示,在xOy平面中的第一象限内,x=4d处竖直放置一个长为的粒子吸收板MN,在MN左侧存在垂直于纸面向外的、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在原点O处有一粒子源,可沿y轴正方向射出质量均为m、电荷量均为q的不同速率的带正电的粒子,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。(1)若射出的粒子能打在MN板上,求粒子的速率v的取值范围。(2)若在点C(8d,0)处放置一粒子回收器,在N、C间放一挡板(粒子与挡板碰撞无能量损失),为回收恰从N点进入MN右侧的粒子,需在MN右侧加一垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),求此匀强磁场的磁感应强度大小。1234567891011解析(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示设打在吸收板MN的下边界M点的粒子的速率为v1,由几何关系得粒子的运动轨迹半径r1=2d设打在吸收板MN的上边界N点的粒子的速率为v2,由几何关系得粒子的运动轨迹半径r2=8d1234567891011(2)经过N点的粒子能够到达C点,设此匀强磁场的磁感应强度大小为B,由123456789101111.(2024江苏南京高二期中)如图所示,两个同心圆半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。圆心O处有一放射源,放出粒子的质量为m、电荷量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行。(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向,OA与初速度方向夹角为60°,要想使该粒子经过磁场后第一次通过A点,则初速度的大小是多少?(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过多少?(3)若粒子以第(1)问的初速度放出,求粒子经过A点的时间。C组核心素养拔高练1234567891011甲1234567891011(2)如图乙所示设粒子轨迹与磁场外边界相切时,粒子在磁场中的轨道半径为R2,则由几何乙12345678910111234567891011A组必备知识基础练题组一带电粒子在有界匀强磁场中运动的临界问题1.(多选)如图所示,在x0,y0的空间有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场,运动轨迹如图所示,不计重力的影响,则()A.初速度最大的粒子是沿①射出的粒子B.初速度最大的粒子是沿②射出的粒子C.在磁场中运动时间最长的是沿③射出的粒子D.在磁场中运动时间最长的是沿④射出的粒子AD123456789101112345678910112.(2024山东菏泽高二期中)如图所示,边长为l的正方形abcd区域(包含边界)存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从a点沿着ab方向射入磁场中,不计粒子的重力,为使粒子从cd边射出磁场区域,粒子的速度可能为()C1234567891011比荷相同的粒子,在同一磁场中做圆周运动的轨迹半径由速度决定,速度越大轨迹半径越大,速度越小轨迹半径越小。因此,粒子若要从cd边射出磁场区域,则恰好从d点出射时,粒子有最小速度,此时ad为粒子轨迹的直径,有12345678910113.(2024河南焦作博爱县第一中学高二校考)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内