（状元课堂）高三物理 （考点透视+典例精析+常见误区+基础演练+实验+综合能力测试）模块十一 磁场 第二节 磁场对运动电荷的作用 新人教版.doc

第二节 磁场对运动电荷的作用【考点透视】考纲指要1磁场对运动电荷的作用，洛仑兹力，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。（）2质谱仪，回旋加速器。（）二、命题落点1正确应用左手定则和圆周运动规律，分析带电粒子运动轨迹。如例。2应用圆周运动模型，构建运动情景。如例2。3利用几何知识解决圆周运动问题。确定圆心和运动时间。如例3。4结合现代科学技术和实际应用，从情景中建立物理模型。如例4。【典例精析】mnob图12-2-2图12-2-1 例1：（2004北京理综）如图12-2-1所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍.其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（ ）a在b、n之间某点b在n、a之间某点ca点d在a、m之间某点解析 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动的轨迹半径为，当磁场变为原来的2倍时，半径变为原来的一半，由几何知识知选项c是正确的。答案：crr2rrmno2r2rrrmno2r例2：（2005全国理综）如图12-2-2，在一水平放置的平板mn的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率沿位于纸面内的各个方向，由小孔o射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中。哪个图是正确的？a b2r2rmno2r2r2rmnorc d解析 抓住+q粒子三个特殊速度方向，即水平向右，向上，水平向左，当粒子速度水平向右时，用左手定则可以判断其圆心在o点的正上方，其高应为2r，再把那个圆旋转180即可得到本题的图形。答案：a图12-2-3例3：（2005全国理综）图12-2-3中mn表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为b。一带电粒子从平板上狭缝o处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的p点。已知b、v以及p到o的距离l，不计重力，求此粒子的电荷q与质量m之比。解析 粒子初速v垂直于磁场，粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圈周运动，设其半径为r，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有 因粒子经o点时的速度垂直于op，故op是直径，l=2r 由此得 图12-2-4图12-2-5例4：（2002全国理综）电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为u的加速电场后，进一圆形匀强磁场区，如图12-2-4所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为o，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过o点而打到屏幕的中心m点。为了让电子束射到屏幕边缘p，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度b应为多少？解析 如图12-2-5电子在磁场中沿ab运动，圆心为，半径为r。以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，则又有由以上各式解得【常见误区】1误把匀强磁场当成匀强电场，用类平抛规律求解。图12-2-6例：如图12-2-6所示，在虚线范围内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，可使初速度为的某种正离子偏转，竖直方向偏移量。求：离子穿过磁场所用时间。有的同学画出离子运动轨迹后，习惯的用平抛规律求解，把出磁场的速度分解，得竖直向下的速度，竖直方向加速度，由求解。图中画出的轨迹是圆弧而不是抛物线，所以应该先确定圆心，再由求解。2误认为洛仑兹力可以做功。图12-2-7例：如图12-2-7所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力f作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则 （ ）a小球带负电b小球运动的轨迹是一条抛物线c洛伦兹力对小球做正功d维持试管匀速运动的拉力f应逐渐增大相当多的学生错选c选项。由左手定则可判断小球带正电，a错误；洛伦兹力与速度方向总垂直，洛伦兹力对小球不做正功，c错误；洛伦兹力在f反方向上的分量逐渐增大，故维持试管匀速运动的拉力f应逐渐增大，d正确；沿试管方向洛伦兹力的分量不变，小球沿试管匀加速运动，小球向右匀速的同时沿试管匀加速，轨迹为抛物线，b也正确。该题正确答案为bd。【基础演练】oabo1（06年全国理综卷，17）图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔o进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选 电子仍能够沿水平直线oo运动，由o射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是（ ）a.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里 b.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里c.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外 图12-2-9d.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外2（2002全国）图12-2-9为云室中某粒子穿过铅板p前后的轨迹，室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直（图中垂直于纸面向里，）由此可知此粒子 （ ）a一定带正电 b一定带负电c不带电 d可能带正电，也可能带负电图12-2-103（2004天津）钍核发生衰变生成镭核并放出一个粒子。设该粒子的质量为、电荷量为q，它进入电势差为u的带窄缝的平行平板电极和间电场时，其速度为，经电场加速后，沿方向进入磁感应强度为b、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，垂直平板电极，当粒子从点离开磁场时，其速度方向与方位的夹角，如图12-2-15所示，整个装置处于真空中。（1）写出钍核衰变方程；（2）求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径r；（3）求粒子在磁场中运动所用时间。4(2004广东、广西)如图12-2-11所示，真空室内存在匀强磁场， 磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小b0.60t。磁图12-2-11场内有一块平面感光平板ab，板面与磁场方向平行。在距ab的距离为l=16cm处，有一个点状的放射源s，它向各个方向发射粒子。粒子的速度都是v=3.0106。已知粒子的电荷与质量之比c/kg。现只考虑在图纸平面中运动的粒子，求ab上被粒子打中的区域的长度。ad2a3（1）（2）（3）4解析： 粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用r表示轨道半径，有由此得带入数据得r10cm可见 2rlr因朝不同方向发射的粒子的圆轨迹都过s，由此可知，某一圆轨迹在图中n的左侧与ab相切，则此切点为粒子能打到的左侧最远点，为定出p1点的位置，可作平行于ab的直线cd，使