（全國通用）高考物理 考前三個月 高考題型集訓 第12題 預測題型2 帶電粒子在磁場中的運動.doc

預測題型2帶電粒子在磁場中的運動1(2015西安模擬)如圖1所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑a2a4為邊界的兩個半圓形區(qū)域、中，a2a4與a1a3的夾角為60.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點a1處沿與a1a3成30角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂直于a2a4的方向經(jīng)過圓心o進入?yún)^(qū)，最后再從a4處射出磁場已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t，求：圖1(1)畫出粒子在磁場和中的運動軌跡；(2)粒子在磁場和中的軌道半徑r1和r2比值；(3)區(qū)和區(qū)中磁感應強度的大小(忽略粒子重力)2(2015保定模擬)如圖2所示，在平面直角坐標系中的三角形fgh區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為b，三點坐標分別為f(3l,5l)、g(3l，3l)、h(5l，3l)坐標原點o處有一體積可忽略的粒子發(fā)射裝置，能夠連續(xù)不斷地在該平面內(nèi)向各個方向均勻發(fā)射速度大小相等的帶正電的同種粒子，單位時間內(nèi)發(fā)射粒子數(shù)目穩(wěn)定粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計粒子間的相互作用以及粒子的重力圖2(1)速率在什么范圍內(nèi)所有粒子均不可能射出該三角形區(qū)域？(2)如果粒子的發(fā)射速率為，設在時間t內(nèi)粒子源發(fā)射粒子的總個數(shù)為n，在fh邊上安裝一個可以吸收粒子的擋板，那么該時間段內(nèi)能夠打在擋板fh上的粒子有多少？并求出擋板上被粒子打中的長度答案精析預測題型2帶電粒子在磁場中的運動1(1)軌跡見解析圖(2)21(3)解析(1)畫出粒子在磁場和中的運動軌跡如圖所示(2)設粒子的入射速度為v，已知粒子帶正電，故它在磁場中先順時針做圓周運動，再逆時針做圓周運動，最后從a4點射出，用b1、b2、r1、r2、t1、t2分別表示在磁場區(qū)、區(qū)的磁感應強度、軌道半徑和周期(沒有設符號的，在圖中標記也可以)設圓形區(qū)域的半徑為r，如圖所示，已知帶電粒子過圓心且垂直a2a4進入?yún)^(qū)磁場，連接a1a2，a1oa2為等邊三角形，a2為帶電粒子在區(qū)磁場中運動軌跡的圓心，其半徑r1a1a2oa2r在區(qū)磁場中運動的半徑r2即r1r221.(3)qvb1mqvb2mt1t2圓心角a1a2o60，帶電粒子在區(qū)磁場中運動的時間為t1t1，在區(qū)磁場中運動時間為t2t2，帶電粒子從射入到射出磁場所用的總時間tt1t2由以上各式可得：b1，b2.2(1)v0(2)()l解析(1)如圖所示，以om為直徑的粒子在運動過程中剛好不飛離磁場，可以保證所有粒子均不能射出三角形區(qū)域根據(jù)幾何關系，om2r0l根據(jù)牛頓第二定律qv0bm可得滿足v0的粒子均不可能射出該三角形區(qū)域(2)當粒子速率v時，可求得其做圓周運動半徑rl如圖所示，當粒子的入射速度方向沿om的反方向時，運動軌跡與fh相切于j點；當粒子的入射速度方向沿om時，運動軌跡與fh相切于i點，介于這二者之間的入射粒子均可打在擋板f