【全程复习】(广西专用)(广西专用)2014年高考物理一轮复习 11.2磁场对运动电荷作用课件 新人教版.ppt

A.a的质量一定大于b的质量 B.a的电荷量一定大于b的电荷量 C.a运动的时间大于b运动的时间 D.a的比荷 大于b的比荷 【解析】选D.根据动能定理 再根据牛顿第二定律 解得: 由于x2＞x1,故r2＞r1,即a的比荷大于b的比荷,故A、B错误,D正确.再根据 a的运动时间小于b的运动时间,C错误. 5.（2012·肇庆模拟）如图所示，在 一个圆形区域内，两个方向都垂直于 纸面向外的匀强磁场分布在以直径 A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ 中，直径A2A4与A1A3的夹角为60°， 一质量为m、带电荷量为+q的粒子以 某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场，再以垂直A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，最后再从A2处射出磁场.已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度B1和B2的大小（忽略粒子重力）. 【解析】粒子在Ⅰ区运动轨迹的圆心在A2处，由几何知识和题意可知，轨道半径R1=R, 则 ① 轨迹所对应的圆心角 则运动时间 ② 粒子在Ⅱ区运动轨迹的圆心在OA2的 中点，由几何关系可知轨迹半径 则 ③ 轨迹对应的圆心角θ2=π，则运动时间 ④ 由题意知：t=t1+t2= ⑤ 由①③⑤式联立解得： 答案： 　　　　　　　　带电粒子在不同有界匀强磁场中的运动 【例证2】（2012·沈阳模拟）（15分）如图所示,在空间有一直角坐标系xOy,直线OP与x轴正方向的夹角为30°,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,直线OP是它们的理想边界,OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的质子（不计重力,不计质子对磁场的影响）以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ,质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后,恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出）,试求: （1）区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小; （2）Q点到O点的距离. 【解题指南】解答本题应注意以下四点: （1）根据边界条件和粒子入射方向确定粒子在磁场中运动的轨迹、圆心、圆心角等. （2）根据几何关系确定粒子运动轨迹的半径. （3）根据洛伦兹力提供向心力列出关系式确定区域Ⅱ的磁感应强度. （4）根据几何关系确定Q点到O点的距离. 【规范解答】（1）设质子在匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ中做匀速圆周运动的轨道半径分别为r1和r2,区域Ⅱ中磁感应强度为B′,由牛顿第二定律得 质子在两区域运动的轨迹如图所示, 由几何关系可知,质子从A点出匀强 磁场区域Ⅰ时的速度方向与OP的夹角为30°,故质子在匀强磁场区域Ⅰ中运动轨迹对应的圆心角为θ=60° 则△O1OA为等边三角形,即OA=r1　　　　　　　 （2分） r2=OAsin30°=　r1 　　　　　　　　　 （2分） 解得区域Ⅱ中磁感应强度为B′=2B （2分） （2）Q点到O点的距离为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （5分） 答案：（1）2B　（2） 【总结提升】带电粒子在匀强磁场中运动问题的规范求解 1.一般解题步骤 （1）分析磁场的边界条件,结合粒子进出磁场的条件画出带电粒子运动轨迹,确定圆心.根据几何关系求解半径、圆心角等. （2）根据洛伦兹力提供向心力建立动力学方程,分析已知量和未知量的关系. （3）求解未知量,并进行必要的分析验证. 2.应注意的问题 （1）不同边界条件,粒子运动临界条件不同,应画图加以说明. （2）所用几何关系不需要进行证明. （3）多个粒子参与运动,运动过程比较复杂时,各物理量符号要提前设定,以免混淆. 【变式训练】（2012·河池模拟）一细束相同粒子构成的粒子流，重力不计，每个粒子均带正电，电荷量为q，其粒子流的定向运动形成的电流为I，当这束粒子流从坐标（0，L）的a点平行于x轴射入磁感应强度为B的匀强磁场区域又从x轴上b点射出磁场，速度方向与x轴夹角为60°，最后打在靶上，如图所示，并把动能全部传给靶，测得靶每秒钟获得能量为E，试求每个粒子的质量. 【解析】粒子在磁场中运动的轨迹如图 所示，由图可知，轨道半径R=2L，带电 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛 伦兹力充当向心力. 有 带电粒子形成电流I=Nq，单位时间内 打在靶上的粒子数为 　　　由题意有E=NEk 即　　　　　　　　　　得 答案： 【变式备选】在真空中，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向