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1、2010年青海省高三物理高考一轮复习：磁场磁场A C D v0图3-5例1 在直径为d的圆形区域内存在均匀磁场，磁场方向垂直于圆面指向纸外一电荷量为q，质量为m的粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点射入磁场，其速度大小为v0,方向与AC成若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上D点，AD与AC的夹角为，如图3-5所示求该匀强磁场的磁感强度B的大小图3-6例2 如图3-6所示,A、B为水平放置的足够长的平行板，板间距离为d=1010-2m，A板中央有一电子源P，在纸面内能向各个方向发射速度在032107m/s范围内的电子，Q为P点正上方B 板上的一点，若垂直纸面加一匀强磁场，磁感应强度B=9110-3
2、T，已知电子的质量m=9110-31kg，电子电量e=1610-19C，不计电子的重力和电子间相互作用力，且电子打到板上均被吸收并转移到大地求：沿PQ方向射出的电子，击中A、B两板上的范围 若从P点发出的粒子能恰好击中Q点，则电子的发射方向（用图中角表示）与电子速度的大小v之应满足的关系及各自相应的取值范围AOCMN图3-7例3 如图3-7所示，真空中有一半径为R的圆形磁场区域，圆心为O，磁场的方向垂直纸面向内，磁感强度为B，距离O为2R处有一光屏MN，MN垂直于纸面放置，AO过半径垂直于屏，延长线交于C一个带负电粒子以初速度v0沿AC方向进入圆形磁场区域，最后打在屏上D点，DC相距2R，不计
3、粒子的重力若该粒子仍以初速v0从A点进入圆形磁场区域，但方向与AC成600角向右上方，粒子最后打在屏上E点，求粒子从A到E所用时间FEDS例4 如图3-8所示， 磁感强度为B的均匀磁场中，固定放置一绝缘材料制成的边长为L的刚性等边三角形，其平面与磁场方向垂直，在DE边上的S点(DS=L/4)处带电粒子的放射源，发射粒子的方向皆在图中纸面内垂直DE边向下，发射粒子的电量皆为q(q0)，质量皆为m，但速度v有各种不同的数值，若这些粒子与框架的碰撞时均无能量损失，并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边，试问（1）带电粒子速度v取哪些值时可使S点发出的粒子最终又回到S点？（2）这些粒子中，回到S点所
4、用时间最短为多少？（重力不计，磁场范围足够大）图3-832 磁 场1a和b是两条靠得很近的通电直导线，电流方向都向上，且IaIb，当垂直于a、b所在平面向里加一个磁感强度为B的匀强磁场时，导线a恰好不再受磁场力，则跟加磁场B以前相比较 ( c )Ab受的磁场力大于原来的2倍 Bb受的磁场力为原来的2倍 Cb受的磁场力小于原来的2倍ab图3-2-1Db也不再受磁场力 2如图3-2-1所示，磁力线上的ab两点，下列说法正确的是 ( cd ) B2Bq图3-2-2A一定是a点磁场强 B一定是b点磁场强 Cab两点磁场可能一样强 D电子可以从a点沿直线匀速运动到b点 3如图3-2-2所示，分界面MN两
5、侧分别有垂直纸面的磁感强度为B和2B的匀强磁场有一质量为m（重力不计），带电量为q的粒子从分界面以速度v垂直飞入分界面左侧磁场，则粒子在一个运动周期内沿界面前进的平均速度可能为 ( ab )A2v/ B2v/3 Cv/3 Dv/AO图3-2-34如图3-2-3，在光滑绝缘绝缘水平面上，一轻绳连接着一个带负电的小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，本图为俯视图，若小球运动到圆周上的A时，从绳的连接处脱离，脱离后仍在磁场中运动，则关于小球的运动情况，下列说法中正确的 ( acd )A 球可能做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变 B小球可能做逆时针方向的匀速圆
6、周运动，半径减小 C小球可能做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变图3-2-3D小球可能做顺时针方向的匀速圆周运动，半径增大5科学家利用封闭磁场组成的容器约束运动的带电粒子，这种装置叫做磁瓶或磁笼其基本原理如图3-2-3所示，环狀匀强磁场的磁感强度为B，磁场方向垂直纸面，将运动的带电粒子约束在磁场围成的中空区域內设该种带电粒子的质量为m，电量为q，粒子的最大速度为v，速度方向各异，但均与磁场方向垂直为保证所有粒子都不会穿出磁场的外边缘，则环狀磁场的宽度至少为 ( )A图3-2-4Amv/2Bq Bmv/Bq C2mv/Bq D3mv/Bq6如图3-2-4所示，的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向
7、里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中 ( AD )A运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大 B运动时间越长，其轨迹越长C运动时间越短，射出磁场区域时速度越小 D运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏向角越小AB图3-2-57如图3-2-5所示，匀强磁场垂直纸面向里，有一足够长的等腰三角形绝缘滑槽，两侧斜槽与水平面夹角为在斜槽顶点两侧各放一个质量相等、带等量负电荷的小球A和B两小球与斜槽间的动摩擦因数相等，且tg/2将两小球同时由静止释放，下面说法正确的为 ( CD )A两球沿斜槽都做匀加速运动，且加速度相等 B两球沿斜槽都做匀加速运动，且aAaB C两球沿斜槽都做
8、变加速运动，且aAaB D两球沿斜槽的最大位移关系中SASB8如图3-2-6所示，甲L1和L2为平行的虚线，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感强度相同的匀强磁场，AB两点都在L2上带电粒子从A点以初速v与L2成300斜上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法中正确的是 ( AB )图3-2-6300L1L2ABA 电粒子经过B点时速度一定跟在A点速度相同 B若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变）它仍能经过B点 C若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成600角斜向上，它就不一定经过BD此粒子一定带正电荷 ABC9边长为100cm的正三角形光滑且
9、绝缘的刚性框架ABC固定在光滑的水平面上，如下图内有垂直于框架平面B=05T的匀强磁场一质量为 m=210-4kg,带电量为q=410-3C小球，从BC边的中点小孔P处以某一速度垂直于BC边射入磁场，设小球与框架相碰后不损失动能求(1) 为使小球在最短时间内从P点出来，小球的入射速度v1是多少？(2) 若小球以v2=1m/s的速度入射，则需多少时间才能由P点出来 图3-2-7vV0/ms-1Vt/ms-1图3-2-810如图3-2-8所示，一质量为04kg足够长且粗细均匀的绝缘细管置于水平地面上，细管内表面粗糙，外表面光滑；有一质量为01kg、电量为01C的带正电小球沿管以水平向右的速度进入管
10、内，细管内径略大于小球直径，已知细管所在位置有水平方向垂直于管向里的匀强磁场，磁感强度为1T（g=10m/s2） (1)当细管固定不动时，在（乙图）中画出小球在管中运动初速度和最终稳定的速度的关系图象取水平向右为正方向(2)若细管不固定，带电小球以20m/s的初速度进入管内，且整个运动过程中细管没有离开地面，则系统最终产生的内能为多少？Pedcba3-2-9111998年6月2日，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，用于探测宇宙中的反物质和暗物质（即反粒子），如13H反粒子-13H该磁谱仪核心部分截面区域是半径为r的圆形磁场，P为入射窗口，各粒子从P射入速度相同，均直径方
11、向，Pabcde为圆周上等分点，如反质子射入后打在a点，则反氘核粒子射入将打在何处，具偏转角多少？I3-2-10B12两根相距L=2m的光滑光滑平行直导线，左端接有电源，右端连接着半径R=05m的光滑圆弧形导轨，在导轨上垂直搁置一根质量m=01kg的金属棒，整个装置处于竖直向上，磁感强度为01T的匀强磁场中，当在棒中通以如图3-2-10所示方向的瞬时电流时，金属棒受到安培力作用从静止起向右滑动刚好能达到圆弧轨道滑动，刚好能达到圆弧轨道的最高点，求通电过程中通过金属棒的电量（取g=10m/s2）参考答案：例1、设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则有 qv0B=m 圆心在过A与v0方向垂直的直线
12、上，它到A点距离为R，如图所示，图中直线AD是圆轨道的弦，故有OAD=ODA，用表示此角度，由几何关系知 2Rcos=AD dcos=AD +=/5 解得R=代入得B=例2、（1）rm=210-2m (2)该电子运动轨迹圆心板H处、恰能击中B板M处随着电子速度的减小，电子轨迹半径也逐渐减小击中B板的电子与Q点最远处相切于N点，此时电子的轨迹半径为d，并恰能落在下板上H处所以电子击中B板MN区域和A板PH区域在MFH中 FH=QM=PF=（2-）d=2.6810-3m ON=d=110-2m PH=2d=210-2m电子能击中B板Q点右侧与Q点相距2.6810-3m110-2m的范围电子能击中A
13、板P点右侧与P点相距0110-2m范围（3）要使P点发出的电子能击中Q点，则有r=mv/Be rsin=d/2 解得 vsin=8106 v取最大速度 3.2107m/s时，sin=1/4,nim=arcsin1/4 v取最小速度时max=/2 vnim=8106m/s,所以电子速度与之间应满足vsin=8106 且arcsin1/4, /2 v8106m/s, 3.2107m/s例3、例4、（1）由于碰撞时速度v与边垂直，粒子运动轨迹的圆心一定位于三角形的边上，粒子绕过三角形顶点DEF时的圆心就一定要在相邻边的交点（即DEF）上，粒子从S点开始向左做圆周运动，其轨迹为一系列半径为R的半圆，在SD边上最后一次的碰撞点与D点的距离应为R，所以SD的长度应是R的奇数倍，即（n=1,2,3）粒子从FE边绕过E点转回到S点时，情况类似，即DE长度也是轨道半径的奇数倍，即DE=（2K-1）RK又因为DE=3DS，因此为使粒子与三角形各边发生垂直碰撞，R必须满足下面的条件：Rn=（n=1,2,3）,此时SE=3DS=(6n-3)Rn（n=1,2,3）,SE为RN的奇数倍的条件自然也满足，只要粒子绕过D点与FD相碰，由对称性关系可知，以后的碰撞都能与三角形边垂直根据牛顿第二定律，有Bqv=mv2/Rn,得vn=-BqRn/m 所以vn=（n=1,2,3） (2)这些粒子在磁场中运动时，由式
