XX届高考物理轮专项复习带电粒子在洛仑兹力作用下的运动

XX届高考物理轮专项复习：带电粒子在洛仑兹力作用下的运动第7课时：带电粒子在洛仑兹力作用下的运动[知识重点]：带电粒子在有界磁场中运动的极值问题注意以下结论，再借助数学方法剖析、带电粒子恰好穿出磁场界限的条件是：粒子在磁场中运动的轨迹与界限相切当速度v一准时，弧长越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长当速率v变化时，圆周角大的，运动时间越长[重点讲练]：例1、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．不可以确立粒子经过y轴时的地点B．不可以确立粒子速度的大小c．不可以确立粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对例2、如下图，很长的平行界限面、

N与

N、P间距分别为

l1

与

l2

，此间分别有磁感觉强度为

B1与

B2

的匀强磁场区Ⅰ和Ⅱ，磁场方向均垂直纸面向里，已知B1≠B2，一个带正电的粒子电量为q，质量为，以大小为vo的速度垂直界限面与磁场方向射入N间磁场区，试议论粒子速度V。应满足什么条件，才可经过这两个磁场区，并从界限面P射出？例3、如下图，半径R＝10c的圆形地区界限跟y轴相切于坐标系原点o，磁感强度B＝0.332T，方向垂直于纸面向里，在o处有一放射源S，可沿纸面向各个方向射出速率均为v＝3.2×106／s的α粒子，已知α粒子的质量＝6.6410-27g，电量q＝3.2×10-19c。画出α粒子经过磁场空间做圆周运动的圆心的轨迹。求出α粒子经过磁场空间的最大偏转角θ。再以过o点并垂直纸面的直线为轴旋转磁场地区，能使穿过磁场地区且偏转角最大的α粒子射到正方向的y轴上，则圆形磁场直径oA起码应转过多大的角度β。例4、如下图，在一个圆形地区内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场散布在以直径A2A4为界限的两个半圆形地区Ⅰ、Ⅱ中，A2A4与A1A3的夹角为60o。一质量为、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边沿点A1处沿与A1A3成30o角的方向射入磁场，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区中磁感觉强度的大小。[

加强练习

]在真空中半径r=3.0×10-2的圆形地区内,有一磁感觉强度B=0.2T的匀强磁场,方向如下图,一批带正电的粒子以初速

v0=1.0

×106/s,

从磁场界限上直径

ab

的一端

a向着各个方向射入磁场

,且初速方向与磁场垂直

,已知该粒子的荷质比

q/=1.0

×108c/g,

不计粒子的重力

,求粒子在磁场中运动的最长时间;若射入磁场的粒子速度改为v0=3.0×105/s,其余条件不变,试用斜线画出该批粒子在磁场中可能出现的地区.据相关资料介绍，受控核聚变装置中有极高的温度，因而带电粒子没有往常意义上的“容器”可装，而是由磁场约束带电粒子运动使之约束在某个地区内。现按下边的简化条件来议论这个问题：如图是一个截面为内径R1=0.6、外径R2=1.2的环状地区，地区内有垂直截面向里的匀强磁场．已知氦核荷质比为4.8×107c／g，磁场的磁感强度B＝0.4T，不计带电粒子重力。实践证明，氦核在磁场地区内沿垂直于磁场方向运动速度v的大小与它在磁场中运动的轨道半径r相关，试导出v与r的关系式。若氦核沿磁场地区的半径方向平行于截面