20xx人教版高中物理选修3-1第3章6带电粒子在匀强磁场中的运动

20xx人教版高中物理选修3-1第3章6带电粒子在匀强磁场中的运动内容摘要：

器时，半径最大，动能最大， E m ＝12m v2＝B2q2r22 m，与加速的电压无关，故 D 正确。 考点题型设计 • 如图所示，在 xOy平面内， y≥0的区域有垂直于 xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，一质量为 m、带电量大小为 q的粒子从原点 O沿与 x轴正方向成 60176。 角方向以 v0射入，粒子的重力不计，求带电粒子在磁场中运动的时间和带电粒子离开磁场时的位置。 •带电粒子在匀强磁场中的运动 解析： 解答本题时可按以下思路分析： 确定粒子的电性→判定洛伦兹力方向→画出运动轨迹→确定圆心、半径、 圆心角→确定运动时间及离开磁场的位置 当带电粒子带正电时，轨迹如图中OAC ，由于洛伦兹力提供向心力，则 q v0B ＝ mv20R， R ＝m v0qB， T ＝2π mqB 故粒子在磁场中的运动时间 t1＝240176。 360176。 T ＝4π m3 qB 粒子在 C 点离开磁场 OC ＝ 2 R sin60176。 ＝3 m v0qB 故离开磁场的位置为 ( －3 m v0qB， 0) 当带电粒子带负电时，轨迹如图中 ODE 所示，同理求得粒子在磁场中的运动时间 t2＝120176。 360176。 T ＝2π m3 qB 离开磁场时的位置为 (3 m v0qB， 0) 答案： 4π m3 qB ( － 3 m v 0qB ， 0) 或 2π m3 qB ( 3 m v 0qB ， 0) ( 青州市实验中学 2020 ～ 2020 学年高二上学期检测 ) 如图所示，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧。 这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示。 粒子编号 质量 电荷量 ( q 0 ) 速度大小 1 m 2 q v 2 2 m 2 q 2 v 3 3 m － 3 q 3 v 4 2 m 2 q 3 v 5 2 m － q v 由以上信息可知，从图中 a 、 b 、 c 处进入的粒子对应表中的编号分别为 ( ) A ． 3 、 5 、 4 B ． 4 、 2 、 5 C ． 5 、 3 、 2 D ． 2 、 4 、 5 答案： D 解析： 根据左手定则可知 a 、 b 带同种电荷， c 所带电荷与a 、 b 电性相反，粒子运动的轨道半径 r ＝m vqB∝m vq，而由题图可知，半径最大的粒子有两个， b 是其中之一， a 和 c 两粒子的半径相等，其大小处于中间值，因此分析表中数据并结合粒子电性的限制可知，半径最大的粒子的编号为 3 和 4 ，半径最小的粒子的编号为 1 ，半径处于中间的粒子的编号为 2 和 5。 又据 题图可知有 3 种粒子的电性相同 ( 包括 a 、 b ) ，另两种粒子的电性也相同 ( 包括 c ) ，但与前 3 种的电性相反，综合以上情况可知，只有选项 D 正确。 • 质谱仪原理如图所示， a为粒子加速器，电压为 U1； b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为 B1，板间距离为 d； c为偏转分离器，磁感应强度为 B2。 今有一质量为 m、电荷量为＋ e的正电子 (不计重力 )，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为 R的匀速圆周运动。 求： •关于质谱仪和回旋加速器的问题 • (1)粒子射出加速器时的速度 v为多少。 • (2)速度选择器的。