第八章 第2課時(shí)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

1、導(dǎo)學(xué)目標(biāo)，確定其圓心、半徑、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等問題一、洛倫茲力的大小和方向基礎(chǔ)導(dǎo)引在圖1所示的各圖中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q.試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向圖1知識(shí)梳理1洛倫茲力的定義：磁場(chǎng)對(duì)_的作用力2洛倫茲力的大小F_，為v與B的夾角如圖2所示(1)當(dāng)vB時(shí)，0或180，洛倫茲力F_.圖2(2)當(dāng)vB時(shí)，90，洛倫茲力F_.(3)靜止電荷不受洛倫茲力作用3洛倫茲力的方向(1)左手定則(2)方向特點(diǎn)：F垂直于_決定的平面，即F始終與速度方向垂直，故洛倫茲力_1怎樣用左手定則判斷負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向？2洛倫茲力與安培力

2、有怎樣的聯(lián)系？二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)導(dǎo)引試畫出圖3中幾種情況下帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖3知識(shí)梳理1若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做_運(yùn)動(dòng)2若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做_運(yùn)動(dòng)(1)向心力由洛倫茲力提供：qvB_；(2)軌道半徑公式：R；(3)周期：T(周期T與速度v、軌道半徑R無關(guān))；(4)頻率：f；(5)角速度：_.：根據(jù)公式T，能說T與v成反比嗎？三、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用知識(shí)梳理1質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：如圖4所示，由粒子源、_、_和照相底片等構(gòu)成圖4(2)原理：粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式qU_.粒子在磁

3、場(chǎng)中受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvB_.由兩式可得出需要研究的物理量，如粒子軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷r_，m_，_.2回旋加速器(1)構(gòu)造：如圖5所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接_電源D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圖5(2)原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期_，粒子在圓周運(yùn)動(dòng)的過程中一次一次地經(jīng)過D形盒縫隙，兩盒間的電勢(shì)差一次一次地反向，粒子就會(huì)被一次一次地加速由qvB，得Ekm_，可見粒子獲得的最大動(dòng)能由_和D形盒_決定，與加速電壓_特別提醒這兩個(gè)實(shí)例都應(yīng)用了帶電粒子在電場(chǎng)中加速，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(勻速圓周運(yùn)動(dòng))的原理.考點(diǎn)一洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較

4、考點(diǎn)解讀1洛倫茲力方向的特點(diǎn)(1)洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)方向都垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向確定的平面(2)當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí)，洛倫茲力的方向也隨之變化2洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較對(duì)應(yīng)力內(nèi)容項(xiàng)目洛倫茲力電場(chǎng)力性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)在其中運(yùn)動(dòng)電荷的作用力電場(chǎng)對(duì)放入其中電荷的作用力產(chǎn)生條件v0且v不與B平行電場(chǎng)中的電荷一定受到電場(chǎng)力作用大小FqvB(vB)FqE力方向與場(chǎng)方向的關(guān)系一定是FB，F(xiàn)v，與電荷電性無關(guān)正電荷受力與電場(chǎng)方向相同，負(fù)電荷受力與電場(chǎng)方向相反做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負(fù)功，也可能不做功力為零時(shí)場(chǎng)的情況F為零，B不一定為零F為零，E一

5、定為零作用效果只改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不改變速度大小既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向特別提醒洛倫茲力對(duì)電荷不做功；安培力對(duì)通電導(dǎo)線可做正功，可做負(fù)功，也可不做功；電場(chǎng)力對(duì)電荷可做正功，可做負(fù)功，也可不做功典例剖析例1在如圖6所示寬度范圍內(nèi)，用場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)可使初速度是v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)角在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使該粒子穿過該區(qū)域，并使偏轉(zhuǎn)角也為(不計(jì)粒子的重力)，問：圖6(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2)粒子穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的時(shí)間之比是多大？思維突破電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同運(yùn)動(dòng)電荷穿過有界電場(chǎng)的時(shí)間與其入射速度的方

6、向和大小有關(guān)，而穿出有界磁場(chǎng)的時(shí)間則與電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期有關(guān)在解題過程中靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解和幾何關(guān)系是解題關(guān)鍵圖7跟蹤訓(xùn)練1一個(gè)帶正電的小球沿光滑絕緣的桌面向右運(yùn)動(dòng)，速度方向垂直于一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖7所示，小球飛離桌面后落到地板上，設(shè)飛行時(shí)間為t1，水平射程為s1，著地速度為v1.撤去磁場(chǎng)，其余的條件不變，小球飛行時(shí)間為t2，水平射程為s2，著地速度為v2.則下列論述正確的是()As1s2Bt1t2Cv1和v2大小相等Dv1和v2方向相同考點(diǎn)二帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)解讀1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是各省市每年高考必考內(nèi)容之一一般以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，可以與其他知識(shí)

7、相綜合，難度中等以上，分值較高，以考查學(xué)生的形象思維和邏輯推理能力為主2分析方法：找圓心、求半徑、確定轉(zhuǎn)過的圓心角的大小是解決這類問題的前提，確定軌道半徑和給定的幾何量之間的關(guān)系是解題的基礎(chǔ)，有時(shí)需要建立運(yùn)動(dòng)時(shí)間t和轉(zhuǎn)過的圓心角之間的關(guān)系作為輔助(1)圓心的確定基本思路：與速度方向垂直的直線和圖中弦的中垂線一定過圓心兩種情形a已知入射方向和出射方向時(shí)，可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心(如圖8所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn))b已知入射方向和出射點(diǎn)的位置時(shí)，可以通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線，連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就

8、是圓弧軌道的圓心(如圖9所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn))圖8圖9(2)半徑的確定用幾何知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)求出半徑大小(3)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T，當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為時(shí)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：tT(或tT)3規(guī)律總結(jié)帶電粒子在不同邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖10)圖10(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖11)圖11(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖12)圖12典例剖析1帶電粒子在直線邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題圖13例2如圖13所示，在一底邊長(zhǎng)為2a，30的等腰三角形區(qū)域內(nèi)(D在底邊中點(diǎn))，有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)有一質(zhì)量為

9、m，電荷量為q的帶正電的粒子，從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從D點(diǎn)垂直于EF進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)重力與空氣阻力的影響(1)若粒子恰好垂直于EC邊射出磁場(chǎng)，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少？(2)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后能打到ED板，求粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次打到ED板的最長(zhǎng)時(shí)間是多少？圖14跟蹤訓(xùn)練2(2011浙江卷20)利用如圖14所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng).一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為

10、d的縫射出的粒子，下列說法正確的是()A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大2帶電粒子在圓形邊界磁場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)問題圖15例3可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆產(chǎn)生能的方式和太陽(yáng)類似，因此，它被俗稱為“人造太陽(yáng)”熱核反應(yīng)的發(fā)生，需要幾千萬度以上的高溫，然而反應(yīng)中的大量帶電粒子沒有通常意義上的容器可裝人類正在積極探索各種約束裝置，磁約束托卡馬克裝置就是其中一種如圖15所示為該裝置的簡(jiǎn)化模型有一個(gè)圓環(huán)形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知其截面內(nèi)半徑為R1m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為BT，被約束粒子的比荷

11、為q/m4.0107 C/kg ，該帶電粒子從中空區(qū)域與磁場(chǎng)交界面的P點(diǎn)以速度v0107m/s沿環(huán)的半徑方向射入磁場(chǎng)(不計(jì)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的相互作用，不計(jì)帶電粒子的重力)(1)為約束該粒子不穿越磁場(chǎng)外邊界，求磁場(chǎng)區(qū)域的最小外半徑R2；(2)若改變?cè)摿Ｗ拥娜肷渌俣葀，使vv0，求該粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始到第一次回到P點(diǎn)所需要的時(shí)間t.思維突破帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的程序解題法三步法(1)畫軌跡：即確定圓心，用幾何方法求半徑并畫出軌跡(2)找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)速度相聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、運(yùn)動(dòng)時(shí)間相聯(lián)系，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與周期相聯(lián)系(3)用規(guī)律：即牛頓第二定律和圓周

12、運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，特別是周期公式、半徑公式圖16跟蹤訓(xùn)練3如圖16所示，在某空間實(shí)驗(yàn)室中，有兩個(gè)靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大反向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度BT，磁場(chǎng)區(qū)域半徑rm，左側(cè)區(qū)圓心為O1，磁場(chǎng)向里，右側(cè)區(qū)圓心為O2，磁場(chǎng)向外，兩區(qū)域切點(diǎn)為C.今有質(zhì)量m1026kg、帶電荷量q1019C的某種離子，從左側(cè)區(qū)邊緣的A點(diǎn)以速度v1106m/s正對(duì)O1的方向垂直射入磁場(chǎng)，它將穿越C點(diǎn)后再?gòu)挠覀?cè)區(qū)穿出求：(1)該離子通過兩磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間；(2)離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點(diǎn)偏離最初入射方向的側(cè)移距離多大？(側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動(dòng)的距離)的分析圖17例4 如圖17所示，在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，

13、兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1A3成30角的方向射入磁場(chǎng)，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入?yún)^(qū)，最后再?gòu)腁4處射出磁場(chǎng)已知該粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t，求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小(忽略粒子重力)建模感悟粒子在多個(gè)磁場(chǎng)中連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)畫出不同的軌跡，從復(fù)雜的軌跡中找出規(guī)律，尋找解決問題的突破口，解這類問題時(shí)，關(guān)鍵在于能畫出軌跡，想清楚粒子的運(yùn)動(dòng)過程，借助圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)解決問題圖18跟蹤訓(xùn)練4如圖18所示，以ab為邊界的兩勻強(qiáng)磁

14、場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B12B2B，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量q的粒子從O點(diǎn)以初速度v沿垂直于ab方向發(fā)射在圖中作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出粒子發(fā)射后第7次穿過直線ab時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間、路程及離開點(diǎn)O的距離(粒子重力不計(jì))A組考查對(duì)洛倫茲力的理解1帶電荷量為q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B如果把q改為q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D粒子在只受到洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、速度均不變圖192帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度方向如圖19所示，所受的重力和洛倫茲力

15、的合力恰好與速度方向相反，不計(jì)阻力，則在此后的一小段時(shí)間內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)將()A可能做直線運(yùn)動(dòng)B可能做勻減速運(yùn)動(dòng)C一定做曲線運(yùn)動(dòng)D可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B組帶電粒子在洛倫茲力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng)3質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(忽略重力)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，形成空間環(huán)形電流已知粒子的運(yùn)行速率為v、半徑為R、周期為T，環(huán)形電流的強(qiáng)度為I.則下面說法中正確的是()A該帶電粒子的比荷為B在時(shí)間t內(nèi)，粒子轉(zhuǎn)過的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為C當(dāng)速率v增大時(shí)，環(huán)形電流的強(qiáng)度I保持不變D當(dāng)速率v增大時(shí)，運(yùn)動(dòng)周期T變小圖204如圖20所示，質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子，以不同的初速度兩次從O點(diǎn)垂直于磁感

16、線和磁場(chǎng)邊界向上射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在洛倫茲力作用下分別從M、N兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)，測(cè)得OMON34，則下列說法中錯(cuò)誤的是()A兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間之比為34B兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)度之比為34C兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為34D兩次帶電粒子在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力大小之比為43C組帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖215如圖21所示，在圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab是圓的一條直徑一帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為2v，方向與ab成30時(shí)恰好從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t；若僅將速度大小改為v，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(不計(jì)帶電粒子所受重力)(

17、)A3tB.tC.tD2t6如圖22所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子，恰好從e點(diǎn)射出，則()圖22A如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出B如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點(diǎn)射出C如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩?，也將從d點(diǎn)射出D只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，從e點(diǎn)射出所用時(shí)間最短課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(限時(shí)：60分鐘)一、選擇題1兩個(gè)電荷量相等的帶電粒子，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受洛倫茲力作用而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列說法中正確的是()A若它們的運(yùn)動(dòng)周期相等，則它們的質(zhì)量相等

18、B若它們的運(yùn)動(dòng)周期相等，則它們的速度大小相等C若它們的軌跡半徑相等，則它們的質(zhì)量相等D若它們的軌跡半徑相等，則它們的速度大小相等2.如圖1所示，在兩個(gè)不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度關(guān)系為B12B2，當(dāng)不計(jì)重力的帶電粒子從B1磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)到B2磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)(在運(yùn)動(dòng)過程中粒子的速度始終與磁場(chǎng)垂直)，則粒子的()圖1A速率將加倍B軌道半徑將加倍C周期將加倍D做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度將加倍3.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖2所示這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是()A離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器圖2B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C離子從磁場(chǎng)中獲得

19、能量D離子從電場(chǎng)中獲得能量4如圖3所示，ABC為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的邊長(zhǎng)為a的等邊三角形，磁場(chǎng)垂直紙面向外，比荷為的電子以速度v0從A點(diǎn)沿AB方向射入，欲使電子能經(jīng)過BC邊，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值應(yīng)為()圖3ABBBCB圖45如圖4所示，平面直角坐標(biāo)系的第象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿著與y軸夾角為30的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸的正方向相同，不計(jì)粒子的重力，則()A該粒子帶正電BA點(diǎn)與x軸的距離為C粒子由O到A經(jīng)歷時(shí)間tD運(yùn)動(dòng)過程中粒子的速度不變6.(2011海南單科10)空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖5中的正

20、方形為其邊界一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、圖5質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不計(jì)重力下列說法正確的是()A入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大圖67如圖6是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器(帶電粒子的重力不計(jì))速度選擇器內(nèi)有互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E.擋板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒

21、子位置的膠片A1A2，擋板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列表述正確的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于B/ED帶電粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，帶電粒子的比荷越小8在y0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直于xOy平面向外，原點(diǎn)O處有一離子源，沿各個(gè)方向射出速率相等的同價(jià)負(fù)離子，對(duì)于進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的離子，它們?cè)诖艌?chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心所在的軌跡可用下圖給出的四個(gè)半圓中的一個(gè)來表示，其中正確的是()9.在x軸上方有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，同一種帶電粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，當(dāng)入射方向與x軸的夾角60時(shí)，速度為v1、v2的兩個(gè)粒子分別

22、從a、b兩點(diǎn)射出磁場(chǎng)，如圖7所示，圖7當(dāng)45時(shí)，為了使粒子從ab的中點(diǎn)c射出磁場(chǎng)，則速度應(yīng)為()A.(v1v2)B.(v1v2)C.(v1v2)D.(v1v2)圖810.如圖8所示，紙面內(nèi)有寬為L(zhǎng)水平向右飛行的帶電粒子流，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，速率為v0，不考慮粒子的重力及相互間的作用，要使粒子都匯聚到一點(diǎn)，可以在粒子流的右側(cè)虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，則磁場(chǎng)區(qū)域的形狀及對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以是(其中B0，A、C、D選項(xiàng)中曲線均為半徑是L的圓弧，B選項(xiàng)中曲線為半徑是的圓)()二、非選擇題圖911.“上海光源”發(fā)出的光，是接近光速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)產(chǎn)生的電磁輻射若帶正電

23、的粒子以速率v0進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)(見圖9)，式中q為粒子的電荷量，m為其質(zhì)量，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，則其運(yùn)動(dòng)的角速度子運(yùn)行一周所需要的時(shí)間稱為回旋周期如果以上情況均保持不變，僅增大粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速率v0，則回旋周期_(填“增大”、“不變”或“減小”)12在圖10甲中，帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn)，如圖甲所示，測(cè)得G、H間的距離為d，粒子的重力可忽略不計(jì)圖10(1)設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，求該粒子的比荷；(2)若偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的區(qū)域?yàn)閳A形，且與MN相切于G點(diǎn)，如圖乙所示，其他條件不變要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后不能打到MN邊界