《2022年高三物理《带电粒子在磁场中的圆周运动》试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高三物理《带电粒子在磁场中的圆周运动》试题（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、优秀学习资料欢迎下载四. 带电粒子在磁场中的圆周运动上一. 带电粒子在磁场中的圆周运动如带电粒子速度方向与磁场方向平行相同或相反 ，带电粒子以不变的速度做匀速直线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带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力：qvBmv2，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：rmv ,T2 mrBqBq1. 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供应的，qvBmv2 r所以rmv , Bq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
2、的运动速率成正比运动的速率越大，轨道的半径也越大2. 圆周运动的周期T2r2 mT2 mvqBBq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： 洛仑兹力供应向心力qvBmv2轨迹半径rmv ,周期T2 mrBqBq（ T 与 r， v 无关）O3 带电粒子做匀速圆周运动的分析方法v（ 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Mv第一 ,应有一个最基本的思路： 即圆心肯定在与速度方向垂直的直线P上圆心位置的确定通常有两种方法:-q Oa. 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
3、线，两条直线的交点就M是圆弧轨道的圆心 如下列图，图中 P 为入射点， M 为出射点 P已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射-v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 （ 2）半径的确定和运算利用平面几何关系,求出该圆的可能半径 或圆心角 并留意以下两个重要的几何特点：a. 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 + =180OvAO偏 向Bv3. 运动时间的确定a. 直接依据公式t
4、 =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心角为 时，其运动时间可由下式表示：tT或 t 2T360v L二 . 带电粒子在匀强磁场中的偏转穿过矩形磁场区；要先画好帮助线（半径、速度及延长线）；y v=L偏转角由 sin =L/R 求出；侧移由 R22-R-y2 解出；R经受时间由 tmB得出；OBq留意 ，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；画好帮助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、r vO连心线）；偏角可由tan2r 求出；经受时间由 t
5、Rm得出；vBqR留意 ：由对称性，射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心；O/1.07 届 12 月江苏省丹阳中学试卷9如下列图， 在一匀强磁场中有P三个带电粒子，其中1 和 2 为质子、 3 为 粒子的径迹它们在同一平MN面内沿逆时针方向作匀速圆周运动，三者轨道半径r1 r2r 3，并相切于3P 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所经受的时2间，就（）1A T1T2T3B v1v2v3C a1a2a3D t1t 2t32. 07 届 12 月江苏省丹阳中学试卷1816 分如下列图， 纸平面内一带电粒子以某一速度
6、做直线运动，一段时间后进入一垂直于纸面对里的圆形匀强磁场区域图中未画出磁场区域 ，粒子飞出磁场后从上板边缘平行于板面进入两面平行的金属板间，两金属板带等量异种电荷， 粒子在两板间经偏转后恰从下板右边缘飞出已知带电粒子的质量为m，电量为 q，其重力不计，粒子进入磁场前的速度方向与带电板成 60角匀强磁场的磁感应强度为B，带电板板长为l，板距为 d，板间电压为 U试解答：(1) 上金属板带什么电.(2) 粒子刚进入金属板时速度为多大.(3) 圆形磁场区域的最小面积为多大.解：43.07 学年南京市期末质量调研6如图是某离子速度挑选器的原理示意图，在一半径为R10cm的圆形筒内有B110T 的匀强磁
7、场， 方向平行于轴线； 在圆柱形筒上某始终径两端开有小孔 a 、b 分别作为入射孔和出射孔；现有一束比荷为qm11210C/kg的正离子， 以不同角度入射，最终有不同速度的离子束射出，其中入射角30 ，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度 v 大小是（）55A 410m/sB 210 m/s6C 410m/sD6210m/s4.07 年 1 月苏州市教学调研测试11电子在匀强磁场中以某固定的正电荷为中心做顺时针方向的匀速圆周运动，如下列图磁场方向与电子运动平面垂直，磁感应强度为B，电子速率为v，正电荷与电子的带电量均为e，电子质量为m，圆周半径为 r ，就以下判断中正确选项（）e2A 假如
8、k2 Bev ，就磁感线肯定指向纸内rB 假如e22 k2r2Bev ，就电子角速度为3Be 2mC假如k e Bev ，就电子不能做匀速圆周运动r 2e2D假如k r 2 Bev ，就电子角速度可能有两个值5.07 年 1 月海淀区期末练习16（ 8 分） 如图 12 所示， 虚线所围区域内有方向垂直纸面对里的匀强磁场，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
9、区域的半径r；Brv Ov解6. 07 年天津市五区县重点学校联考 17（ 8 分）如下列图，挡板 P 的右侧有匀强磁场，方向垂直纸面对里，一个带负电的粒子垂直与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；300解：MBNP7. 06 年江苏连云港市最终模拟考试17（16 分）平行金属板 M 、N 间距离为 d；其上有一内壁光滑的半径为R 的
10、绝缘圆筒与 N 板相切，切点处有一小孔S；圆筒内有垂直圆筒截面方向 的匀强磁场，磁感应强度为B；电子与孔S 及圆心 O 在同始终线上； M 板内侧中点处有一质量为 m，电荷量为 e 的静止电子，经过M 、N 间电压为 U 的电场加速后射入圆筒，在圆筒壁上碰撞 n 次后，恰好沿原路返回到动身点；（不考虑重力，设碰撞过程中无动能缺失）求：电子到达小孔 S 时的速度大小；OR电子第一次到达S 所需要的时间；电子第一次返回动身点所需的时间；NS解：Mm e8. 20XX年理综宁夏卷 24、在半径为 R 的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B；一质量为 m，带有电量 q 的粒子
11、以肯定的速度沿垂直于半圆直径AD 方向经 P 点（ AP d）射入磁场（不计重力影响） ；假如粒子恰好从A 点射出磁场， 求入射粒子的速Q度；假如粒子经纸面内Q 点从磁场中射出， 出射方向RP与半圆在Q 点切线方向的夹角为（如图）；求入射粒AODd子的速度；解：9.07 年广东普宁市华侨中学三模卷20 、 如下列图，在区域足够大的空间中布满磁感应强度大小为 B 的匀强磁场 ,其方向垂直于纸面对里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架 DEF , ， DE 中点 S 处有一粒子发射源，发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下，如图（ a）所示 .发射粒子的电量为+q，质量为 m，但速度 v 有各种不同的数值.如这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量缺失，且每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求：（ 1）带电粒子的速度v 为多大时，能够打到E 点？F（ 2）为使 S 点发出的粒子最终又回到S 点，且运动时间最短， vB应为多大？最短时间为多少？（ 3）如磁场是半径为a 的圆柱形区域，如图（ b）所示 图中圆DSE为其横截面 ，圆柱的轴线通过等边三角形的中心O，且 a= 331 L.Lv10要使 S 点发出的粒子最终又回到S 点，带电粒子速度 v 的大小应取哪些数值？解：（ a）FaODSEvL（ b
