磁场对运动电荷作用.ppt

解析：由T＝ 可知，正、负电子 的运动周期相同，故所用时间之比等 于轨迹对应的圆心角之比． 作出正、负电子运动轨迹如图所示， 由几何知识可得正电子运动的圆心角等于120°，负电子运动的圆心角等于60°，而电荷在磁场中的运动时间t＝ T，所以t正∶t负＝θ正∶θ负＝2∶1，故B正确，A、C、D错误． 答案：B 带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，由于多种因素的影响，使问题形成多解． 1．带电粒子电性不确定形成多解 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电荷，也可能带负电荷，在相同的初速度的条件下，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解． 2．磁场方向不确定形成多解 有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解． 3．临界状态不唯一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有 界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆 弧状，因此，它可能穿过去了，也 可能转过180°从入射界面这边反向 飞出，如图8－2－7所示，于是形成了多解． 4．运动具有周期性形成多解 带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，往往运动具有周期性，因而形成多解． 图8－2－7 4．长为L的水平极板间，有垂 直于纸面向里的匀强磁场，磁感 应强度为B，板间距离为L，板不 带电，现有质量为m、电荷量为 q的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射，如图8－2－8所示，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是 (　　) 图8－2－8 A．使粒子速度v B．使粒子速度v C．使粒子速度v D．使粒子速度 解析：如图所示，粒子能从右边穿出的 运动半径临界值为r1，有r12＝L2＋(r1－ )2， 得r1＝ L.又因为r1＝ 得v1＝ ， 所以v 时粒子能从右边穿出． 粒子从左边穿出的运动半径的临界值为r2，由r2＝ 得v2 ＝ ，所以v 时粒子能从左边穿出．故选项A、B 正确． 答案：AB (2009·安徽高考)图8－2－9所示 是科学史上一张著名的实验照片，显示 一个带电粒子在云室中穿过某种金属板 运动的径迹．云室放置在匀强磁场中， 磁场方向垂直照片向里．云室中横放的 金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子 (　　) 图8－2－9 A．带正电，由下往上运动 B．带正电，由上往下运动 C．带负电，由上往下运动 D．带负电，由下往上运动 [思路点拨] [课堂笔记]　从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式r＝ 可知，下部速度大，上部速度小，则一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是A. [答案]　A 图象是给出物理信息的常用方法，所以做物理习题时，必须能正确的识图，获取准确信息，否则会出现错误．如本题，由于读图能力差，不能根据径迹的弯曲程度正确地推出轨道半径的大小从而导致错解. 在真空中，半径r＝3×10－2 m 的圆形区域内有匀强磁场，方向如图 8－2－10所示，磁感应强度B＝0.2 T， 一个带正电的粒子，以初速度v0＝106 m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场，已知该粒子的比荷 ＝108 C/kg，不计粒子重力．求： 图8－2－10 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径是多少？ (2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时v0方向 与ab的夹角θ及粒子的最大偏转角β. [思路点拨]　洛伦兹力提供向心力，由牛顿定律求得半径；欲使偏转角最大，则通过的弧长最大，即粒子应从a点射入，从b点射出． [课堂笔记]　(1)粒子射入磁场后，由于不计重力，所以洛伦兹力充当圆周运动需要的向心力，根据牛顿第二定律有： qv0B＝ ∴R＝ ＝5×10－2 m. (2)粒子在圆形磁场区域轨迹为一段 半径R＝5 cm的圆弧，要使偏转角最 大，就要求这段圆弧对应的弦最长， 即为场区的直径，粒子运动轨迹的 圆心O′在ab弦的中垂线上，如图 所示．由几何关系可知： sinθ＝ ＝0.6， ∴θ＝37° 而最大偏转角为β＝2θ＝74°. [答案]　(1)5×10－2 m　(2)37°　74° 磁场对运动电荷作用 一、洛伦兹力 1．定义：磁场对