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期末复习专题二:洛伦兹力、带电粒子在磁场中的运动
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一.【复习回顾】
1.带电粒子在洛伦兹力作用下的圆周运动的半径公式推导:
2.带电粒子在洛伦兹力作用下的圆周运动的周期公式推导:
二.【带电粒子在磁场中运动情况研究】
1、找圆心的方法:利用v⊥R
利用弦的中垂线
2、定半径:几何法求半径
向心力公式求半径
3、确定运动时间:注意:θ用弧度表示
三.【典型习题】
题型一:基本概念和公式
1.如图所示,在阴极射线管的正下方平行放置一根通有强直流电流的长直导线,且电流的方向水平向右,则阴极射线将会()
A.向上偏转B.向下偏转
C.向纸内偏转D.向纸外偏转
2.有a、b、c三个带电粒子,其质量之比为ma:mb:mc=1:2:3,带电量相同,以相同的初动能射入同一匀强磁场中,都做匀速圆周运动,则
A.轨道半径最大的是a B.轨道半径最大的是c
C.轨道周期最小的是b D.轨道周期最小的是c
题型二:带电粒子在有界磁场中的偏转
【例题1】:如图中,一个不计重力、带电量为-q 、质量为m的带电粒子,垂直飞入一宽度为d 、磁感应强度为B的匀强磁场,要使粒子能穿过该磁场区域,那么粒子速度应满足什么条件?相应地,粒子在磁场中经历的时间满足什么关系?
【例题2】:一匀强磁场宽度d = 16cm,磁感应强度B = 0.5T,电子源在A点以速度大小v = 1.0×10¹0 m/s在纸面内向不同方向发射电子,且在右侧边界处放一荧光屏(足够大),电子的比荷e/m = 2×10¹¹ C/kg,求电子打中荧光屏的区域的长度?
【例题3】:(2009年高考物理试题福建卷)如图所示,为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大于B=2.0×10-³T,在x轴上距坐标原点L=0.50m的P处为粒子的入射口,在y轴上安放接收器.现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,
不计其重力。求上述粒子的比荷
四.【跟踪练习】
1.关于带电粒子所受洛伦兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是
A.f、B、v三者必定均保持垂直
B.f必定垂直于B、v,但B不一定垂直于v
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