新编07物理总复习集之35－带电粒子在磁场中的圆周运动(上)

带电粒子在磁场中的圆周运动(上)庞留根吕叔湘中学2006年7月Email:dyszplg@整理ppt带电粒子在磁场中的圆周运动(上)2004年北京理综卷19

2004年春季理综卷222006年江苏卷2

2006年北京卷2006年苏锡常镇四市一模15

05年南京质量检测二152005年理综全国卷I20

2005年全国卷Ⅲ232005年天津卷25

06年南通一中训练卷172006年天津理综卷24

2005年广东卷1606年南京市模考15

06年江苏盐城中学模拟1806年南通市调研测试一18整理ppt19．如图所示，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 C．a点 D．在a、m之间某点2004年北京理综卷19、adcbmnBvC整理ppt如图，在x>0,y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度的方向垂直于Oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响.由这些条件可知，()A．不能确定粒子通过y轴时的位置B．不能确定粒子速度的大小C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对2004年春季理综卷22、xyOPx0BD整理ppt2006年江苏卷2、2．质子（P）和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动，轨道半径分别为RP和Rα，周期分别为RP和Rα。则下列选项中正确的是()A．，B．，C．，D．，A整理ppt2006年北京卷20、20.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t,若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的（）

A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t

B.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t

C.轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t

D.轨迹为pa,至屏幕的时间将大于t

PMNdcbavB解:r=mv／qBmv=(m+m′)vv′<vr′=(m+m′)v′／qB=r∴轨迹仍为pat′=s/v′>s/v=tD整理ppt06年苏锡常镇四市一模1515.(14分）J.J．汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子的电荷量与质量之比),其实验原理示意图如图所示．电子流平行极板射入，极板P、P′间同时存在匀强电场E和匀强磁场B时,电子流不发生偏转；极板间只存在匀强磁场B时,电子流穿出磁场时的偏向角△θ=8/110rad．已知极板长度L=5cm,电场强度E=15000V/m，磁感应强度B=0.55×10-3T.(l)求电子流初速度的大小；(2)估算该实验中测得的电子比荷约为多大？PP′EBe整理ppt15.解：无偏转时，有eE=evB得：电子流初速度v=2.7×107m/s只存在磁场时，有evB=mv2/r(或r=mv/Be）OrreL由几何关系sin△θ=L/r联列并代入数据得e/m=v△θ／BL=7×1010C/kg整理ppt05年南京质量检测二15、fdebcavM

15.在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示。abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略。粒子经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内。粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。若已知fd=cd=L，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。请你根据上述条件求出带电粒子的比荷q/m。整理ppt解：带电粒子进入电场，经电场加速。根据动能定理：q

U＝mv2/2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图。fdeORRv设圆周半径为R

，在三角形ode中，有(L－R)2+(L/2)2=R2R=5L/8又qvB＝mv2/R联立求解，得整理ppt如图,在一水平放置的平板MN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v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R=mv/qB.哪个图是正确的?()2005年理综全国卷I20、MNBO2RR2RMNO2RR2RMNO2R2R2RMNOR2R2RMNOD.A.B.C.A解见下页整理ppt2RR2RMNO带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域,由R=mv/qB,各个粒子在磁场中运动的半径均相同,在磁场中运动的轨迹圆圆心是在以O为圆心、以R=mv/qB为半径的1/2圆弧上,如图虚线示:各粒子的运动轨迹如图实线示:带电粒子可能经过的区域阴影部分如图斜线示解:整理ppt2005年全国卷Ⅲ23、23.(16分)图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝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。POMNBvl解：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圆周运动，设其半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有qvB=mv2/R因粒子经O点时的速度垂直于OP．故OP是直径，l=2R由此得q/m=2v／Bl整理ppt(22分)正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。（1）PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13示踪剂。氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的，反应中同时还产生另一个粒子，试写出该核反应方程。（2）PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的金属D形盒的半径为R，两盒间距为d，在左侧D形盒圆心处放有粒子源S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。质子质量为m，电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，质子在加速器中运动的总时间为t（其中已略去了质子在加速电场中的运动时间），质子在电场中的加速次数于回旋半周的次数相同，加速质子时的电压大小可视为不变。求此加速器所需的高频电源频率f和加速电压U。（3）试推证当R>>d时，质子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计（质子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。2005年天津卷25、Sd高频电源导向板B整理ppt核反应方程为解：（1）（2）设质子加速后最大速度为v，由牛顿第二定律有qvB=mv2/R质子的回旋周期T=2πR/v=2πm／qB高频电源的频率f=1/T=qB／2πm质子加速后的最大动能Ek=1/2mv2设质子在电场中加速的次数为n，则Ek=nqU又t=nT/2可解得U=πBR2／2t（3）在电场中加速的总时间为t1=2nd/v在D形盒中回旋的总时间为t2=nπR/v故t1/t2=2d/πR<<1即当R>>d时，t1可忽略不计。整理ppt06年南通一中训练卷17、(1)的速度多大?(2)在图中画出粒子和的运动轨迹，并求它们的轨道半径之比．(3)当粒子旋转了3周时，粒子旋转几周?如图所示，静止在匀强磁场中的核俘获一个速度为v0=7.7×104米/秒的中子而发生核反应，若已知；的速度为v2=2.0×104米/秒，其方向跟中子反应前的速度方向相同，求：整理ppt解：(1)Li核俘获中子的过程，系统动量守恒：mnv0=mHv1+mHev2代入数据mn=1umHe=4umH=3u得v1=-1.0×103米/秒，负号表示v1跟v0的方向相反(2)如图示，在磁场中和半径之比为运动轨迹如图示题目下页整理ppt(3)周期之比为所以它们的转动周数之比为NH:NHe=THe:TH=2:3当α粒子转3周时氚核转2周.题目上页整理ppt2006年天津理综卷24、24．(18分）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，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。（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60º角．求磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？ACyxOB整理pptACyxOB解:(1)从C处沿+y方向飞出。过A、C分别作xy轴的垂线相交与O1,O1就是粒子作圆周运动的圆心.O1由左手定则粒子带负电荷.容易看出粒子作圆周运动的半径为r由r=mv/qB得比荷q/m=v／Br(2)出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60º角,画出示意图如图:ACyxOB600O2R∠AO2C=600粒子作圆周运动的半径为R在磁场中运动时间整理ppt2005年广东卷16、如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°,一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)ⅠA1A2A3A4OⅡ60°30°整理ppt解:设粒子的入射速度为v,由题意,画出粒子在磁场中的运动轨迹,如图示:用B1,B2,

R1,

R2,

T1,

T2,t1,t2分别表示在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中的磁感应强度,轨道半径和周期及运动时间,设圆形区域的半径为r,已知带电粒子过圆心且垂直于A2A4进入Ⅱ区磁场,连接A1A2,

△A1OA2为等边三角形,A2为带电粒子在Ⅰ区磁场中运动轨迹的圆心,其轨迹半径R1=A1A2=r∠A1OA2=60°,∴t1=T1/6带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA4的中点,即R2=r/2t2=T2/2ⅠA1A2A3A4OⅡ60°30°v题目上页下页整理ppt由qvB1=mv2/R1R1=mv/qB1=rqvB2=mv2/R2R2=mv/qB2=r/2∴B2=2B1

T1=2πR1/v=2πm/qB1T2=2πR2/v=2πm/qB2带电粒子磁场中运动的总时间为t,t1+t2=t即T1/6+T2/2=tπm／3qB1+πm／qB2=t题目上页整理ppt06年南京市模考15、15、（15分）在如图所示的平面直角坐标系xoy中，有一个圆形区域的匀强磁场（图中未画出），磁场方向垂直于xoy平面，O点为该圆形区域边界上的一点。现有一质量为m，带电量为+q的带电粒子（重力不计）从O点为以初速度vo沿+x方向进入磁场，已知粒子经过y轴上P点时速度方向与+y方向夹角为θ＝30º，OP=L求：⑴磁感应强度的大小和方向⑵该圆形磁场区域的最小面积。OyxPv0v0θL分析:OP的垂直平分线与v0的反向延长线交于Q,作OQ的垂直平分线与OP相交于O′,O′即带电粒子运动轨迹圆的圆心.带电粒子在磁场中所做的是1/3圆周的匀速圆周运动.OyxPv0v0θO′Q整理ppt15、解：OyxPv0v0θ（1）由左手定则得磁场方向垂直xoy平面向里,粒子在磁场中所做的是1/3圆周的匀速圆周运动，如图所示，Q

O′L120°θ粒子在Q点飞出磁场，设其圆心为O′，半径为R，由几何关系得(L-R)sin30°=R………①∴R=L/3……②联列①②可得（2）设该磁场区的面积为S由几何关系得整理ppt06年江苏省盐城中学模拟18、18．我们知道，反粒子与正粒子有相同的质量，却带有等量的异号电荷.物理学家推测，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子组成的反物质存在.1998年6月，我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示，PQ、MN是两个平行板，它们之间存在匀强磁场区，磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ进入匀强磁场区，在磁场中发生偏转，并打在附有感光底片的板MN上，留下痕迹.LOMabO′cdNPQ整理ppt假设宇宙射线中存在氢核、反氢核、氦核、反氦核四种粒子，它们以相同速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区，并打在感光底片上的a、b、c、d四点，已知氢核质量为m，电荷量为e，PQ与MN间的距离为L，磁场的磁感应强度为B.(1)指出a、b、c、d四点分别是由哪种粒子留下的痕迹?(不要求写出判断过程)(2)求出氢核在磁场中运动的轨道半径；(3)反氢核在MN上留下的痕迹与氢核在MN上留下的痕迹之间的距离是多少?LOMabO′cdNPQ题目上页下页整理pptLOMabO′cdNPQR解:(1)a、b、c、d四点分别是反氢核、反氦核、氦核和氢核留下的痕迹.(2)对氢核,在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得(3)由图中几何关系知：所以反氢核与氢核留下的痕迹之间的距离题目上页整理ppt06年南通市调研测试一18、18．（16分）如图所示，现有一质量为m、电量为e的电子从y轴上的P（0，a）点以初速度v0平行于x轴射出，为了使电子能够经过x轴上的Q（b，0）点，可在y轴右侧加一垂直于xOy平面向里、宽度为L的匀强磁场，磁感应强度大小为B，该磁场左、右边界与y轴平行,上、下足够宽（图中未画出）.已知，

L＜b。试求磁场的左边界距坐标原点的可能距离．（结果可用反三角函数表示）xy0Qv0P整理ppt18．解：xy0Qv0P图1设电子在磁场中作圆周运动的轨道半径为r,则①解得②⑴当r>L时，磁场区域及电子运动轨迹如图1所示，θθ由几何关系有③则磁场左边界距坐标原点的距离为④（其中）⑤题目上页下页整理ppt②当r<L时，磁场区域及电子运动轨迹如图2所示，xy0Qv0P图2由几何关系得磁场左边界距坐标原点的距离为解得⑦评分标准：本题共16分，①②式各2分；③④⑤各2分；⑥式4分，⑦式2分。题目上页整理ppt<<新编07届物理总复习精品课件集（PPT）>>介绍

吕叔湘中学庞留根老师前两年编制的<<高中物理总复习powerPoin课件集>>）在中学试卷网：/Index.html

发布后受到广大老师的厚爱，也为高中物理复习工作作出了重要的贡献。近三个月，我又将原来的课件集进行了全面改版，收集了几十套各地近三年的高考试卷和模考试卷，制作成<<新编07届物理总复习精品课件集>>。该课件集内容系统全面，形成完整系列,结构体系合理，知识覆盖面广，包括高中物理的全部内容，共有100余个课件，计2500余幅动画,约33M。课件集以05-06年的高考试题和模考试题为主体，并配有复习精要和各种典型例题，总共选录1100多个题目,（其中05-06年的高考试题和模考试题有670余题）均有答案和分步演示,可直接用来上课，全套课件约可供200多课时使用,并有配套的Word稿文件（约40M）,是不可多得的绝好资料。本课件集有如下特点：1.作者是多年从事高三教学的老教师,教学经验丰富.2.课件按教材顺序分章节整理，高中物理每章要用的课件都有,可以拿来就用,使用方便。3.密切联系高考复习的实际，紧扣近年高考大纲，选用一千一百多个典型例题,(05－06年的高考试题及05－06年各地的模考试题占60％)，均有分步详解或关键性的点拨.4.该课件集融教学性、资料性和实用性于一体,为高考复习提供很大方便；既可作为高考复习的现成教案，又可作为教师的资料库和题库。5.全部是powerPoint课件,操作使用十分方便.6.该课件集可以根据需要任意增补删减，再经过你的积累，将供你终身受用。课件设置有超链接,(在每个课件的第二页有目录，放映时点击相应内容可以很方便地选题和返回).操作使用非常方便,可以增大课堂教学容量,提高课堂教学质量。该课件集对高考复习有很强的针对性和很好的指导作用，部分内容也可供高一、高二年级教学时选用。各位若要了解其它课件的内容和质量，可以发邮件或手机短信给我，调看其中任意几个课件，需要全套课件的老师也请跟我联系。联系方式：邮编212300丹阳市吕叔湘中学校长室庞留根电话mail：dyszplg@工本费150元附：《新编07届物理总复习精品课件集>>目录课件集介绍整理ppt新编07届物理总复习精品课件集目录（后面的数字为动画片数）课件集目录整理ppt整理ppt题源04年模考05年模考06年模考04年高考05年高考06年高考早年高考其它例题合计题数24143213114166150392631112新编课件集所选题目的分类统计选题分类统计整理ppt整理ppt9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2022/12/262022/12/26Monday,December26,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。。2022/12/262022/12/262022/12/2612/26/20226:52:06PM11、以我独沈久，愧君相见频。。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、故人江海别，几度隔山川。。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December26,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202214、他乡生白发，旧国见青山。。26十二月20222022/12/262022/12/262022/12/2615、比不了得就不比，得不到的就不要。。。十二月222022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202216、行动出成果，工作出财富。。2022/12/262022/12/2626December202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/269、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/12/262022/12/26Monday,December26,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2022/12/262022/12/262022/12/2612/26/20226:52:06PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December26,202213、不知香积寺，数里入云