《物理专题复习力电磁部分(一)程嗣08[1].3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理专题复习力电磁部分(一)程嗣08[1].3（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理专题复习物理专题复习 力学规律的综合应用力学规律的综合应用北京东城区教师研修中心物理室 程嗣 2008年3月力电磁学部分（一 ）带电粒子在磁场中带电粒子在磁场中 的圆周运动的圆周运动一、带电粒子在磁场中的圆周运动 当带电粒子速度方向与磁场垂直时，带电粒子在垂直 于磁感应线的平面内做匀速圆周运动1.带电粒子在匀强磁场中仅受洛仑兹力而做匀速圆周 运动时，洛仑兹力充当向心力：轨道半径：角速度：周期：频率：动能：圆周运动的轨道半径带电粒子做匀速圆周运动所需要的向心力是由粒子 所受的洛仑兹力提供的，所以由此得到在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，它的轨道 半径跟粒子的运动速率成正比运动的速率越大，
2、 轨道的半径也越大圆周运动的周期可见粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期跟轨道半径和运动速率无关粒子在磁场中做匀速圆周运动的三个基本公式：洛仑兹力提供向心力轨迹半径周期（T与R，v 无关）4.带电粒子做匀速圆周运动的分析方法 (1) 圆心的确定 如何确定圆心是解决问题的前提，也是解题的关键 首先,应有一个最基本的思路：即圆心一定在与速度方 向垂直的直线上圆心位置的确定通常有两种方法: a.已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射 点分别作垂直于入射方向和出射方向 的直线，两条直线的交点就是圆弧轨 道的圆心(如图所示，图中P为入射点， M为出射点)PM vvO-q b. 已知入射方向和出射点的位
3、置时，可以通过入射点 作入射方向的垂线,连接入射点和出射点, 作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧 轨道的圆心(如图示，P为入射点，M为出 射点)PM vO-q(2)半径的确定和计算利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角) 并注意以下两个重要的几何特点：vvOAB(偏向角)Oa. 粒子速度的偏向角()等于回旋角 ()， 并等于AB弦与切线的夹角(弦切角)的2 倍(如图)， 即=2=tb. 相对的弦切角()相等， 与相邻的弦切角()互补， 即+ =180(3)a. 直接根据公式 t =s / v 或 t =/求出运动时间tb. 粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动 的圆弧所对应的圆
4、心角为时，其运动时间可由下 式表示：运动时间的确定二、带电粒子在匀强磁场中的偏转 穿过矩形磁场区。要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。ROBvLy偏转角由sin=L/R求出。侧移由 R2=L2 - (R-y)2 解出。经历时间由 得出。注意，这里射出速度的反向延长线与初速度延长线 的交点不再是宽度线段的中点， 这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同！ 穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨 迹圆的圆心、连心线）。vRvO Or偏角可由 求出。经历 时间由 得出。注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆 的圆心。 07届12月江苏省丹阳中学试卷9 1、如图所示，在一匀强磁场中有三个带
5、电粒子，其中 1和2为质子、3为粒子的径迹它们在同一平面内沿 逆时针方向作匀速圆周运动，三者轨道半径r1r2r3 ，并相切于P点设T、v、a、t分别表示它们作圆周运 动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算 起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则（ ）A B C D 3 2 1PMN解：T=2mqBm/q ，A对 r=mvqB v=qBr/m qr / m, B错 a=v2/r= q2B2r/m2 q2r / m2 ， C对 从P点逆时针第一次通过图中虚线MN时，转过的 圆心角1f ,若磁感线指向纸外， F-f =m1 r2若Ff ,若磁感线指向纸内， F+f =m2r2所以，若F
6、f ,角速度可能有两个值，D对C错。 若2F=f , 磁感线一定指向纸内， F+f =mr23f =mr2 3Bev =mr2 =mv B对。07年1月海淀区期末练习16 4、如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里 的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域 的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后 ，其运动的方向与原入射方向成角。设电子质量为 m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力。求：（1）电子在磁场中运动轨迹的半径R；（2）电子在磁场中运动的时间t；（3）圆形磁场区域的半径r。BOvvr解：（1）由牛顿第二定律和洛沦兹力公式得 解得（2）设电子做匀速圆周运动的
7、周期为T，则由如图所示的几何关系得圆心角所以（3）由如图所示几何关系可知，BO1ROv vr所以07年天津五区县重点校联考17 5、如图所示，挡板P的右侧有匀强磁场，方向垂直纸面向里，一个带负电的粒子垂直于磁场方向经挡板上 的小孔M进入磁场,进入磁场时的速度方向与挡板成 30角，粒子在磁场中运动后，从挡板上的N孔离开磁 场，离子离开磁场时的动能为Ek，M、N相距为L，已 知粒子所带电量值为q，质量为m，重力不计。求：（1）匀强磁场的磁感应强度的大小（2）带电离子在磁场中运动的时间。300BMPN解：（1）可得： r=L可得：（2）可得： 2005年江苏高考17 6、如图所示，M、N为两块带等量
8、异种电荷的平行金属 板，S1、S2为板上正对的小孔， N板右侧有两个宽度均 为d的匀强磁场区域, 磁感应强度大小均为B，方向分别 垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏， 取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x 轴.M板左侧电子枪发射出的热电子经S1进入两板间，电 子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略. （1）当两板间电势差为U0 时， 求从小孔S2射出的电子的速度. （2）求两金属板间电 势差U在什么范围内， 电子不能穿过磁场区 域而打到荧光屏上？NddBBM+-OxS1S2荧 光 屏K（3）若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试 在答题卡的图上定性地画出电子运
9、动的轨迹.（4）求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电 势差U的函数关系.NddBBM+-OxS1S2荧光屏K根据动能的定理得: eU0 =1/2 mv02（2）欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上， 应有 r=mveB d （3）电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨 迹如图所示解： （1）而eU =1/2 mv2 由此 即可解得 UB2d2e/2m题目ddBBOx（4）若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r，穿 过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为x，则由（3）中 的轨迹图可得： 注意到 r=mveB 和 eU =1/2 mv2所以，电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电 势差U的函数关系为题目
