
1.會用安培定則判斷磁場的方向,會進行磁感應強度的疊加。2會分析和計算安培力、洛倫茲力的方向和大小。3會判斷帶電粒子在磁場中的運動性質并會解決相應問題。
考點三 帶電粒子在有界勻強磁場中運動的臨界與極值問題
考點二 帶電粒子在勻強磁場中的運動
考點一 磁場的基本性質 安培力
磁場的基本性質 安培力
2.安培力的分析與計算
(多選)(2024·福建卷·6)將半徑為r的銅導線半圓環(huán)AB用兩根不可伸長的絕緣線a、b懸掛于天花板上,AB置于垂直紙面向外的大小為B的磁場中,現(xiàn)給導線通以自A到B大小為I的電流,則A.通電后兩繩拉力變小B.通電后兩繩拉力變大C.安培力為πBIrD.安培力為2BIr
帶電粒子在勻強磁場中的運動
1.分析帶電粒子在勻強磁場中運動的方法
2.帶電粒子在有界勻強磁場中運動的三個重要結論(1)粒子從同一直線邊界射入磁場和射出磁場時,入射角等于出射角(如圖甲,θ1=θ2=θ3)。(2)沿半徑方向射入圓形磁場的粒子,出射時亦沿半徑方向(如圖乙,兩側關于兩圓心連線OO'對稱)。(3)粒子速度方向的偏轉角等于其軌跡對應的圓心角(如圖甲,α1=α2)。
3.帶電粒子在磁場中運動的多解成因(1)磁場方向不確定形成多解;(2)帶電粒子電性不確定形成多解;(3)速度不確定形成多解;(4)運動的周期性形成多解。
(2023·浙江6月選考·20改編)利用磁場實現(xiàn)離子偏轉是科學儀器中廣泛應用的技術。如圖所示,Oxy平面(紙面)的第一象限內有足夠長且寬度均為L、邊界均平行x軸的區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,其中區(qū)域Ⅰ存在磁感應強度大小為B1的勻強磁場,
區(qū)域Ⅱ存在磁感應強度大小為B2的磁場,方向均垂直紙面向里,區(qū)域Ⅱ的下邊界與x軸重合。位于(0,3L)處的離子源能釋放出質量為m、電荷量為q、速度方向與x軸夾角為60°的正離子束,沿紙面射向磁場區(qū)域。不計離子的重力及離子間的相互作用,并忽略磁場的邊界效應。(1)求離子不進入?yún)^(qū)域Ⅱ的最大速度v1及其在磁場中的運動時間t;
帶電粒子在有界勻強磁場中運動的臨界與極值問題
1.解決帶電粒子在勻強磁場中運動的臨界問題,關鍵在于運用動態(tài)思維,利用動態(tài)圓思想尋找臨界點,確定臨界狀態(tài),根據(jù)粒子的速度方向找出半徑方向,同時由磁場邊界和題設條件畫好軌跡,定好圓心,建立幾何關系。2.粒子射出或不射出磁場的臨界狀態(tài)是粒子運動軌跡與磁場邊界相切。
(2024·遼寧省重點高中協(xié)作校模擬)利用磁場控制帶電粒子的運動,在現(xiàn)代科學實驗和技術設備中有著廣泛的應用。如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內存在垂直紙面向外的勻強磁場,在磁場下方有一長度為R的線狀粒子源GH,其左邊界G與豎直
(1)勻強磁場磁感應強度B的大?。?br/>(2)圓形磁場中,有粒子通過的區(qū)域的面積S;
(3)在圓形磁場右側有一長度為無限長的豎直擋板CD,擋板上有一小孔與N點重合,CD右側1.6R處是豎直長度為2R的豎直熒光屏PQ,其中心點N'與N等高。CD右側空間加有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小也為B,若線狀粒子源GH只
發(fā)射速度豎直向上、速度大小為v0的粒子,射出的粒子在GH間均勻分布,所有通過小孔的粒子打在熒光屏PQ上都被吸收。求熒光屏上有粒子打到區(qū)域的長度d及能打到熒光屏上的粒子數(shù)與通過小孔的粒子數(shù)之比η。
2.(2022·北京卷·7)正電子是電子的反粒子,與電子質量相同、帶等量正電荷。在云室中有垂直于紙面的勻強磁場,從P點發(fā)出兩個電子和一個正電子,三個粒子運動軌跡如圖中1、2、3所示。下列說法正確的是A.磁場方向垂直于紙面向里B.軌跡1對應的粒子運動速度越來越大C.軌跡2對應的粒子初速度比軌跡3的大D.軌跡3對應的粒子是正電子
9.(多選)(2024·山西省一模)如圖所示,空間有垂直于坐標系xOy平面向外的勻強磁場。t=0時,帶電粒子a從O點沿x軸負方向射出;t1時刻,a與靜置于y軸上P點的靶粒子b發(fā)生正碰,碰后a、b結合成粒子c,t2時刻,c第一次沿y軸負方向通過x軸上的Q點。已知t1∶t2=1∶6,不考慮粒子間靜電力的作用,忽略碰撞時間,則A.b粒子帶負電B.a和c的電荷量之比為1∶2C.a和c的速率之比為5∶2D.a和b的質量之比為1∶4
10.(2024·廣西柳州市三模)如圖所示,正方形區(qū)域abcd內(含邊界)有垂直紙面向里的勻強磁場,ab=l,Oa=0.4l,OO'連線與ad邊平行,大量帶正電的粒子從O點沿與ab邊成θ=53°方向以不同的初速度v射入
磁場,已知帶電粒子的質量為m,電荷量為q,磁場的磁感應強度大小為B,sin 53°=0.8,cs 53°=0.6,不計粒子重力和粒子間的相互作用。(1)求恰好從O'點射出磁場的粒子的速度大??;
(2)要使粒子從ad邊離開磁場,求初速度v的取值范圍。
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